source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3978

Last change on this file since 3978 was 3978, checked in by matszpk, 12 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: propagate haveReturn to previous block in createRoutine while joining subroutines.
Fixing collecting changed regvars in recursions (still have bugs).

File size: 144.5 KB
Line 
1/*
2 *  CLRadeonExtender - Unofficial OpenCL Radeon Extensions Library
3 *  Copyright (C) 2014-2018 Mateusz Szpakowski
4 *
5 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
6 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 *  License as published by the Free Software Foundation; either
8 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9 *
10 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 *  Lesser General Public License for more details.
14 *
15 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
17 *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20#include <CLRX/Config.h>
21#include <iostream>
22#include <stack>
23#include <deque>
24#include <vector>
25#include <utility>
26#include <unordered_set>
27#include <map>
28#include <set>
29#include <unordered_map>
30#include <algorithm>
31#include <CLRX/utils/Utilities.h>
32#include <CLRX/utils/Containers.h>
33#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
34#include "AsmInternals.h"
35
36using namespace CLRX;
37
38typedef AsmRegAllocator::CodeBlock CodeBlock;
39typedef AsmRegAllocator::NextBlock NextBlock;
40typedef AsmRegAllocator::SSAInfo SSAInfo;
41typedef std::pair<const AsmSingleVReg, SSAInfo> SSAEntry;
42
43ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
44            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
45            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
46            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
47{ }
48
49ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
50{ }
51
52void ISAUsageHandler::rewind()
53{
54    readOffset = instrStructPos = 0;
55    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
56    useRegMode = false;
57    pushedArgs = 0;
58    skipBytesInInstrStruct();
59}
60
61void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
62{
63    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
64    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
65        readOffset += defaultInstrSize;
66    argPos = 0;
67    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
68        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
69        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
70    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
71}
72
73void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
74{
75    if (lastOffset != offset)
76    {
77        flush(); // flush before new instruction
78        // useReg immediately before instruction regusages
79        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
80        if (lastOffset > offset)
81            throw AsmException("Offset before previous instruction");
82        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
83            throw AsmException("Offset between previous instruction");
84        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
85                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
86        while (toSkip > 0)
87        {
88            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
89            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
90            toSkip -= skipped;
91        }
92        lastOffset = offset;
93        argFlags = 0;
94        pushedArgs = 0;
95    } 
96}
97
98void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
99{
100    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
101        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
102    else // otherwise
103        putSpace(rvu.offset);
104    useRegMode = false;
105    if (rvu.regVar != nullptr)
106    {
107        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
108        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
109            rvu.rwFlags, rvu.align });
110    }
111    else // reg usages
112        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
113                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
114    pushedArgs++;
115}
116
117void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
118{
119    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
120        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
121    else // otherwise
122        putSpace(rvu.offset);
123    useRegMode = true;
124    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
125    {
126        argFlags = 0;
127        pushedArgs = 0;
128        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
129        instrStruct.push_back(0);
130    }
131    if (rvu.regVar != nullptr)
132    {
133        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
134        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
135            rvu.rwFlags, rvu.align });
136    }
137    else // reg usages
138        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
139    pushedArgs++;
140    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
141    {
142        instrStruct.push_back(argFlags);
143        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
144        argFlags = 0;
145    }
146}
147
148void ISAUsageHandler::flush()
149{
150    if (pushedArgs != 0)
151    {
152        if (!useRegMode)
153        {
154            // normal regvarusages
155            instrStruct.push_back(argFlags);
156            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
157                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
158            else // reg usages
159                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
160        }
161        else
162        {
163            // use reg regvarusages
164            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
165                instrStruct.push_back(argFlags);
166            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
167        }
168    }
169}
170
171AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
172{
173    if (!isNext)
174        throw AsmException("No reg usage in this code");
175    AsmRegVarUsage rvu;
176    // get regvarusage
177    bool lastRegUsage = false;
178    rvu.offset = readOffset;
179    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
180    {
181        // useRegMode (begin fetching useregs)
182        useRegMode = true;
183        argPos = 0;
184        instrStructPos++;
185        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
186        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
187        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
188    }
189    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
190   
191    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
192    {
193        // regvar usage
194        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
195        rvu.regVar = inRVU.regVar;
196        rvu.rstart = inRVU.rstart;
197        rvu.rend = inRVU.rend;
198        rvu.regField = inRVU.regField;
199        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
200        rvu.align = inRVU.align;
201        if (!useRegMode)
202            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
203    }
204    else if (!useRegMode)
205    {
206        // simple reg usage
207        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
208        rvu.regVar = nullptr;
209        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
210                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
211        rvu.rstart = regPair.first;
212        rvu.rend = regPair.second;
213        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
214        rvu.regField = inRU.regField;
215        rvu.align = 0;
216        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
217    }
218    else
219    {
220        // use reg (simple reg usage, second structure)
221        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
222        rvu.regVar = nullptr;
223        rvu.rstart = inRU.rstart;
224        rvu.rend = inRU.rend;
225        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
226        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
227        rvu.align = 0;
228    }
229    argPos++;
230    if (useRegMode)
231    {
232        // if inside useregs
233        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
234        {
235            instrStructPos++; // end
236            skipBytesInInstrStruct();
237            useRegMode = false;
238        }
239        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
240        {
241            instrStructPos++;
242            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
243        }
244    }
245    // after instr
246    if (lastRegUsage)
247    {
248        instrStructPos++;
249        skipBytesInInstrStruct();
250    }
251    return rvu;
252}
253
254AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
255{ }
256
257static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
258                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
259{ return c1.start < c2.start; }
260
261static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
262                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
263{ return c1.end < c2.end; }
264
265void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
266             size_t codeSize, const cxbyte* code)
267{
268    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
269    if (codeSize == 0)
270        return;
271    std::vector<size_t> splits;
272    std::vector<size_t> codeStarts;
273    std::vector<size_t> codeEnds;
274    codeStarts.push_back(0);
275    codeEnds.push_back(codeSize);
276    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
277    {
278        size_t instrAfter = 0;
279        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
280            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
281            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
282                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
283       
284        switch(entry.type)
285        {
286            case AsmCodeFlowType::START:
287                codeStarts.push_back(entry.offset);
288                break;
289            case AsmCodeFlowType::END:
290                codeEnds.push_back(entry.offset);
291                break;
292            case AsmCodeFlowType::JUMP:
293                splits.push_back(entry.target);
294                codeEnds.push_back(instrAfter);
295                break;
296            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
297                splits.push_back(entry.target);
298                splits.push_back(instrAfter);
299                break;
300            case AsmCodeFlowType::CALL:
301                splits.push_back(entry.target);
302                splits.push_back(instrAfter);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::RETURN:
305                codeEnds.push_back(instrAfter);
306                break;
307            default:
308                break;
309        }
310    }
311    std::sort(splits.begin(), splits.end());
312    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
313    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
314    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
315    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
316    size_t i = 0;
317    size_t ii = 0;
318    size_t ei = 0; // codeEnd i
319    while (i < codeStarts.size())
320    {
321        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
322        if (ei < codeEnds.size())
323            ei++;
324        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
325        // skip codeStart to end
326        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
327    }
328    codeStarts.resize(ii);
329    // add next codeStarts
330    auto splitIt = splits.begin();
331    for (size_t codeEnd: codeEnds)
332    {
333        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
334        if (it != splits.end())
335        {
336            codeStarts.push_back(*it);
337            splitIt = it;
338        }
339        else // if end
340            break;
341    }
342   
343    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
344    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
345                codeStarts.begin());
346    // divide to blocks
347    splitIt = splits.begin();
348    for (size_t codeStart: codeStarts)
349    {
350        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
351        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
352       
353        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
354            ++splitIt; // skip split in codeStart
355       
356        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
357        {
358            size_t end = codeEnd;
359            if (splitIt != splits.end())
360            {
361                end = std::min(end, *splitIt);
362                ++splitIt;
363            }
364            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
365            start = end;
366        }
367    }
368    // force empty block at end if some jumps goes to its
369    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
370        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
371        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
372                             false, false, false });
373   
374    // construct flow-graph
375    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
376        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
377            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
378        {
379            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
380            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
381                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
382           
383            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
384                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
385                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
386            else // return
387            {
388                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
389                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
390                // if block have return
391                if (it != codeBlocks.end())
392                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
393                continue;
394            }
395           
396            if (it == codeBlocks.end())
397                continue; // error!
398            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
399                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
400            auto curIt = it2;
401            --curIt;
402           
403            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
404                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
405            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
406            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
407                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
408            {
409                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
410                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
411                    // add next next block (only for cond jump)
412                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
413            }
414            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
415                curIt->haveEnd = true; // set end
416        }
417    // force haveEnd for block with cf_end
418    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
419        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
420        {
421            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
422                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
423            if (it != codeBlocks.end())
424                it->haveEnd = true;
425        }
426   
427    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
428        codeBlocks.back().haveEnd = true;
429   
430    // reduce nexts
431    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
432    {
433        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
434        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
435                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
436                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
437                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
438        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
439                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
440                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
441        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
442    }
443}
444
445/** Simple cache **/
446
447template<typename K, typename V>
448class CLRX_INTERNAL SimpleCache
449{
450private:
451    struct Entry
452    {
453        size_t sortedPos;
454        size_t usage;
455        V value;
456    };
457   
458    size_t totalWeight;
459    size_t maxWeight;
460   
461    typedef typename std::unordered_map<K, Entry>::iterator EntryMapIt;
462    // sorted entries - sorted by usage
463    std::vector<EntryMapIt> sortedEntries;
464    std::unordered_map<K, Entry> entryMap;
465   
466    void updateInSortedEntries(EntryMapIt it)
467    {
468        const size_t curPos = it->second.sortedPos;
469        if (curPos == 0)
470            return; // first position
471        if (sortedEntries[curPos-1]->second.usage < it->second.usage &&
472            (curPos==1 || sortedEntries[curPos-2]->second.usage >= it->second.usage))
473        {
474            //std::cout << "fast path" << std::endl;
475            std::swap(sortedEntries[curPos-1]->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
476            std::swap(sortedEntries[curPos-1], sortedEntries[curPos]);
477            return;
478        }
479        //std::cout << "slow path" << std::endl;
480        auto fit = std::upper_bound(sortedEntries.begin(),
481            sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos, it,
482            [](EntryMapIt it1, EntryMapIt it2)
483            { return it1->second.usage > it2->second.usage; });
484        if (fit != sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos)
485        {
486            const size_t curPos = it->second.sortedPos;
487            std::swap((*fit)->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
488            std::swap(*fit, sortedEntries[curPos]);
489        }
490    }
491   
492    void insertToSortedEntries(EntryMapIt it)
493    {
494        it->second.sortedPos = sortedEntries.size();
495        sortedEntries.push_back(it);
496    }
497   
498    void removeFromSortedEntries(size_t pos)
499    {
500        // update later element positioning
501        for (size_t i = pos+1; i < sortedEntries.size(); i++)
502            (sortedEntries[i]->second.sortedPos)--;
503        sortedEntries.erase(sortedEntries.begin() + pos);
504    }
505   
506public:
507    explicit SimpleCache(size_t _maxWeight) : totalWeight(0), maxWeight(_maxWeight)
508    { }
509   
510    // use key - get value
511    V* use(const K& key)
512    {
513        auto it = entryMap.find(key);
514        if (it != entryMap.end())
515        {
516            it->second.usage++;
517            updateInSortedEntries(it);
518            return &(it->second.value);
519        }
520        return nullptr;
521    }
522   
523    bool hasKey(const K& key)
524    { return entryMap.find(key) != entryMap.end(); }
525   
526    // put value
527    void put(const K& key, const V& value)
528    {
529        auto res = entryMap.insert({ key, Entry{ 0, 0, value } });
530        if (!res.second)
531        {
532            removeFromSortedEntries(res.first->second.sortedPos); // remove old value
533            // update value
534            totalWeight -= res.first->second.value.weight();
535            res.first->second = Entry{ 0, 0, value };
536        }
537        const size_t elemWeight = value.weight();
538       
539        // correct max weight if element have greater weight
540        if (elemWeight > maxWeight)
541            maxWeight = elemWeight<<1;
542       
543        while (totalWeight+elemWeight > maxWeight)
544        {
545            // remove min usage element
546            auto minUsageIt = sortedEntries.back();
547            sortedEntries.pop_back();
548            totalWeight -= minUsageIt->second.value.weight();
549            entryMap.erase(minUsageIt);
550        }
551       
552        insertToSortedEntries(res.first); // new entry in sorted entries
553       
554        totalWeight += elemWeight;
555    }
556};
557
558
559//  BlockIndex
560
561struct CLRX_INTERNAL BlockIndex
562{
563    size_t index;
564    size_t pass;
565   
566    BlockIndex(size_t _index = 0, size_t _pass = 0)
567            : index(_index), pass(_pass)
568    { }
569   
570    bool operator==(const BlockIndex& v) const
571    { return index==v.index && pass==v.pass; }
572    bool operator!=(const BlockIndex& v) const
573    { return index!=v.index || pass!=v.pass; }
574   
575    BlockIndex operator+(size_t p) const
576    { return BlockIndex(index+p, pass); }
577};
578
579std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const BlockIndex& v)
580{
581    if (v.pass==0)
582        return os << v.index;
583    else
584        return os << v.index << "#" << v.pass;
585}
586
587namespace std
588{
589
590/// std::hash specialization for CLRX CString
591template<>
592struct hash<BlockIndex>
593{
594    typedef BlockIndex argument_type;    ///< argument type
595    typedef std::size_t result_type;    ///< result type
596   
597    /// a calling operator
598    size_t operator()(const BlockIndex& r1) const
599    {
600        std::hash<size_t> h1;
601        return h1(r1.index) ^ h1(r1.pass);
602    }
603};
604
605}
606
607class CLRX_INTERNAL CBlockBitPool: public std::vector<bool>
608{
609public:
610    CBlockBitPool(size_t n = 0, bool v = false) : std::vector<bool>(n<<1, v)
611    { }
612   
613    reference operator[](BlockIndex i)
614    { return std::vector<bool>::operator[](i.index + (i.pass ? (size()>>1) : 0)); }
615    const_reference operator[](BlockIndex i) const
616    { return std::vector<bool>::operator[](i.index + (i.pass ? (size()>>1) : 0)); }
617};
618
619/** Simple cache **/
620
621// map of last SSAId for routine, key - varid, value - last SSA ids
622class CLRX_INTERNAL LastSSAIdMap: public
623            std::unordered_map<AsmSingleVReg, VectorSet<size_t> >
624{
625public:
626    LastSSAIdMap()
627    { }
628   
629    iterator insertSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
630    {
631        auto res = insert({ vreg, { ssaId } });
632        if (!res.second)
633            res.first->second.insertValue(ssaId);
634        return res.first;
635    }
636   
637    void eraseSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
638    {
639        auto it = find(vreg);
640        if (it != end())
641             it->second.eraseValue(ssaId);
642    }
643   
644    size_t weight() const
645    { return size(); }
646};
647
648typedef LastSSAIdMap RBWSSAIdMap;
649typedef std::unordered_map<BlockIndex, VectorSet<BlockIndex> > SubrLoopsMap;
650
651struct CLRX_INTERNAL RetSSAEntry
652{
653    std::vector<BlockIndex> routines;
654    VectorSet<size_t> ssaIds;
655    size_t prevSSAId; // for curSSAId
656};
657
658typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, RetSSAEntry> RetSSAIdMap;
659
660struct CLRX_INTERNAL LoopSSAIdMap
661{
662    LastSSAIdMap ssaIdMap;
663    bool passed;
664};
665
666struct CLRX_INTERNAL RoutineData
667{
668    // rbwSSAIdMap - read before write SSAId's map
669    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> rbwSSAIdMap;
670    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> origRbwSSAIdMap;
671    LastSSAIdMap curSSAIdMap;
672    LastSSAIdMap lastSSAIdMap;
673    // key - loop block, value - last ssaId map for loop end
674    std::unordered_map<BlockIndex, LoopSSAIdMap> loopEnds;
675    bool notFirstReturn;
676    size_t weight_;
677   
678    RoutineData() : notFirstReturn(false), weight_(0)
679    { }
680   
681    void calculateWeight()
682    {
683        weight_ = rbwSSAIdMap.size() + lastSSAIdMap.weight();
684        for (const auto& entry: loopEnds)
685            weight_ += entry.second.ssaIdMap.weight();
686    }
687   
688    size_t weight() const
689    { return weight_; }
690};
691
692struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry
693{
694    BlockIndex blockIndex;
695    size_t nextIndex;
696    bool isCall;
697    bool haveReturn;
698    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
699};
700
701struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
702{
703    BlockIndex blockIndex;
704    size_t nextIndex;
705};
706
707struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry3
708{
709    size_t blockIndex;
710    size_t nextIndex;
711    bool isCall;
712    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
713};
714
715// for recursion finding collecting regvars changed in recursions
716struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry4
717{
718    BlockIndex blockIndex;
719    size_t nextIndex;
720    bool isCall;
721    bool haveReturn;
722    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changedVars;
723};
724
725
726struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
727{
728    BlockIndex callBlock; // index
729    size_t callNextIndex; // index of call next
730    BlockIndex routineBlock;    // routine block
731};
732
733typedef std::unordered_map<BlockIndex, RoutineData> RoutineMap;
734
735class CLRX_INTERNAL ResSecondPointsToCache: public CBlockBitPool
736{
737public:
738    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : CBlockBitPool(n<<1, false)
739    { }
740   
741    void increase(BlockIndex ip)
742    {
743        const size_t i = ip.index + (ip.pass ? (size()>>2) : 0);
744        if ((*this)[i<<1])
745            (*this)[(i<<1)+1] = true;
746        else
747            (*this)[i<<1] = true;
748    }
749   
750    cxuint count(BlockIndex ip) const
751    {
752        const size_t i = ip.index + (ip.pass ? (size()>>2) : 0);
753        return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1];
754    }
755};
756
757typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
758typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
759
760static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
761              size_t origId, size_t destId)
762{
763    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
764    res.first->second.insertValue({ origId, destId });
765}
766
767/* caching concepts:
768 * resfirstPointsCache - cache of the ways that goes to conflict which should be resolved
769 *               from first code block of the code. The entries holds a stackVarMap state
770 *               to first point the conflict (first visited already code block)
771 * resSecondPointsCache - cache of the tree traversing, starting at the first conflict
772 *               point (first visited code block). Entries holds a
773 *               regvars SSAId read before write (that should resolved)
774 */
775
776static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
777            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
778            std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex>& alreadyReadMap,
779            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
780            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
781{
782    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
783    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
784   
785    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
786    {
787        if (cacheSecPoints != nullptr)
788        {
789            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
790            if (!res.second)
791                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
792        }
793       
794        if (stackVarMap != nullptr)
795        {
796           
797            // resolve conflict for this variable ssaId>.
798            // only if in previous block previous SSAID is
799            // read before all writes
800            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
801           
802            if (it != stackVarMap->end())
803            {
804                // found, resolve by set ssaIdLast
805                for (size_t ssaId: it->second)
806                {
807                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
808                    {
809                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
810                            sentry.first.index  << ": " <<
811                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
812                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
813                                    sinfo.ssaIdBefore);
814                    }
815                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
816                    {
817                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
818                            sentry.first.index  << ": " <<
819                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
820                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
821                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
822                    }
823                    /*else
824                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
825                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
826                }
827            }
828        }
829    }
830}
831
832typedef std::unordered_map<BlockIndex, std::pair<BlockIndex, size_t> > PrevWaysIndexMap;
833
834// use res second point cache entry to resolve conflict with SSAIds.
835// it emits SSA replaces from these conflicts
836static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
837        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
838        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex>& alreadyReadMap,
839        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, BlockIndex nextBlock,
840        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
841{
842    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
843            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
844    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
845    {
846        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
847        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
848        {
849            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
850            if (!res.second)
851                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
852                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
853        }
854       
855        if (stackVarMap != nullptr)
856        {
857            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
858           
859            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
860            {
861                // found, resolve by set ssaIdLast
862                for (size_t ssaId: it->second)
863                {
864                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
865                    {
866                        if (ssaId > secSSAId)
867                        {
868                            std::cout << "  insertreplace: " <<
869                                sentry.first.regVar << ":" <<
870                                sentry.first.index  << ": " <<
871                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
872                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
873                        }
874                        else if (ssaId < secSSAId)
875                        {
876                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
877                                sentry.first.regVar << ":" <<
878                                sentry.first.index  << ": " <<
879                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
880                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
881                        }
882                        /*else
883                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
884                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
885                    }
886                }
887            }
888        }
889    }
890}
891
892// add new res second cache entry with readBeforeWrite for all encountered regvars
893static void addResSecCacheEntry(const RoutineMap& routineMap,
894                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
895                SimpleCache<BlockIndex, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
896                BlockIndex nextBlock)
897{
898    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
899    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
900    // traverse by graph from next block
901    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
902    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
903    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
904   
905    std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex> alreadyReadMap;
906   
907    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
908   
909    while (!flowStack.empty())
910    {
911        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
912        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
913       
914        if (entry.nextIndex == 0)
915        {
916            // process current block
917            if (!visited[entry.blockIndex])
918            {
919                visited[entry.blockIndex] = true;
920                std::cout << "  resolv (cache): " << entry.blockIndex << std::endl;
921               
922                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
923                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
924                if (resSecondPoints == nullptr)
925                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
926                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
927                                alreadyReadMap, entry, sentry,
928                                &cacheSecPoints);
929                else // to use cache
930                {
931                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
932                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
933                    flowStack.pop_back();
934                    continue;
935                }
936            }
937            else
938            {
939                // back, already visited
940                std::cout << "resolv already (cache): " << entry.blockIndex << std::endl;
941                flowStack.pop_back();
942                continue;
943            }
944        }
945       
946        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
947        {
948            flowStack.push_back({ { cblock.nexts[entry.nextIndex].block,
949                    entry.blockIndex.pass }, 0 });
950            entry.nextIndex++;
951        }
952        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
953                // if have any call then go to next block
954                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
955                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
956        {
957            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
958            for (const auto& next: cblock.nexts)
959                if (next.isCall)
960                {
961                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
962                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
963                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
964                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
965                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
966                }
967           
968            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
969            entry.nextIndex++;
970        }
971        else // back
972        {
973            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
974            // before write (can be different due to earlier visit)
975            for (const auto& next: cblock.nexts)
976                if (next.isCall)
977                {
978                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
979                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
980                    {
981                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
982                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
983                            alreadyReadMap.erase(it);
984                    }
985                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
986                    {
987                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
988                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
989                            alreadyReadMap.erase(it);
990                    }
991                }
992           
993            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
994            {
995                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
996                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
997                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
998                    // before write (can be different due to earlier visit)
999                    alreadyReadMap.erase(it);
1000            }
1001            std::cout << "  popresolv (cache)" << std::endl;
1002            flowStack.pop_back();
1003        }
1004    }
1005   
1006    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1007}
1008
1009// apply calls (changes from these calls) from code blocks to stack var map
1010static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock, const RoutineMap& routineMap,
1011        LastSSAIdMap& stackVarMap, BlockIndex blockIndex, size_t nextIndex)
1012{
1013    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1014        if (next.isCall)
1015        {
1016            const LastSSAIdMap& regVarMap =
1017                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
1018            for (const auto& sentry: regVarMap)
1019                stackVarMap[sentry.first].clear(); // clearing
1020        }
1021   
1022    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1023        if (next.isCall)
1024        {
1025            std::cout << "  applycall: " << blockIndex << ": " <<
1026                    nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
1027            const LastSSAIdMap& regVarMap =
1028                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
1029            for (const auto& sentry: regVarMap)
1030                for (size_t s: sentry.second)
1031                    stackVarMap.insertSSAId(sentry.first, s);
1032        }
1033}
1034
1035
1036// main routine to resilve SSA conflicts in code
1037// it emits SSA replaces from these conflicts
1038static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
1039        const RoutineMap& routineMap, const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1040        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
1041        const CBlockBitPool& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
1042        SimpleCache<BlockIndex, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
1043        SimpleCache<BlockIndex, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
1044        SSAReplacesMap& replacesMap)
1045{
1046    BlockIndex nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
1047    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
1048    --pfEnd;
1049    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
1050    LastSSAIdMap stackVarMap;
1051   
1052    size_t pfStartIndex = 0;
1053    {
1054        auto pfPrev = pfEnd;
1055        --pfPrev;
1056        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
1057        if (it != prevWaysIndexMap.end())
1058        {
1059            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
1060            if (cached!=nullptr)
1061            {
1062                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
1063                        it->second.second << std::endl;
1064                stackVarMap = *cached;
1065                pfStartIndex = it->second.second+1;
1066               
1067                // apply missing calls at end of the cached
1068                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first.index];
1069               
1070                const FlowStackEntry2& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
1071                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1072                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap, -1, -1);
1073            }
1074        }
1075    }
1076   
1077    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
1078    {
1079        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
1080        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
1081        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1082        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1083        {
1084            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1085            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1086                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
1087        }
1088        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1089            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1090                        entry.blockIndex, entry.nextIndex);
1091       
1092        // put to first point cache
1093        if (waysToCache[pfit->blockIndex] &&
1094            !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1095        {
1096            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
1097            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1098        }
1099    }
1100   
1101    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
1102    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1103                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1104   
1105    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
1106    // traverse by graph from next block
1107    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1108    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1109    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
1110   
1111    // already read in current path
1112    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1113    std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex> alreadyReadMap;
1114   
1115    while (!flowStack.empty())
1116    {
1117        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1118        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1119       
1120        if (entry.nextIndex == 0)
1121        {
1122            // process current block
1123            if (!visited[entry.blockIndex])
1124            {
1125                visited[entry.blockIndex] = true;
1126                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1127               
1128                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1129                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1130                if (resSecondPoints == nullptr)
1131                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1132                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1133                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1134                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1135                else // to use cache
1136                {
1137                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1138                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1139                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1140                    flowStack.pop_back();
1141                    continue;
1142                }
1143            }
1144            else
1145            {
1146                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1147                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1148                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1149                // back, already visited
1150                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1151                flowStack.pop_back();
1152                continue;
1153            }
1154        }
1155       
1156        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1157        {
1158            flowStack.push_back({ { cblock.nexts[entry.nextIndex].block,
1159                        entry.blockIndex.pass }, 0 });
1160            entry.nextIndex++;
1161        }
1162        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1163                // if have any call then go to next block
1164                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1165                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1166        {
1167            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1168            for (const auto& next: cblock.nexts)
1169                if (next.isCall)
1170                {
1171                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1172                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1173                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1174                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1175                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1176                }
1177           
1178            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1179            entry.nextIndex++;
1180        }
1181        else // back
1182        {
1183            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1184            // before write (can be different due to earlier visit)
1185            for (const auto& next: cblock.nexts)
1186                if (next.isCall)
1187                {
1188                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1189                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1190                    {
1191                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1192                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1193                            alreadyReadMap.erase(it);
1194                    }
1195                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1196                    {
1197                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1198                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1199                            alreadyReadMap.erase(it);
1200                    }
1201                }
1202           
1203            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1204            {
1205                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1206                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1207                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1208                    // before write (can be different due to earlier visit)
1209                    alreadyReadMap.erase(it);
1210            }
1211            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1212           
1213            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1214                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1215                // add to cache
1216                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1217                            entry.blockIndex);
1218           
1219            flowStack.pop_back();
1220        }
1221    }
1222   
1223    if (toCache)
1224        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1225}
1226
1227// join ret SSAId Map - src - last SSAIdMap from called routine
1228static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1229                BlockIndex routineBlock)
1230{
1231    for (const auto& entry: src)
1232    {
1233        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1234                cxuint(entry.first.index) << ":";
1235        for (size_t v: entry.second)
1236            std::cout << " " << v;
1237        std::cout << std::endl;
1238        // insert if not inserted
1239        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1240        if (res.second)
1241            continue; // added new
1242        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1243        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1244        // add new ways
1245        for (size_t ssaId: entry.second)
1246            destEntry.insertValue(ssaId);
1247        std::cout << "    :";
1248        for (size_t v: destEntry)
1249            std::cout << " " << v;
1250        std::cout << std::endl;
1251    }
1252}
1253
1254// simple join last ssaid map
1255static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1256{
1257    for (const auto& entry: src)
1258    {
1259        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1260                cxuint(entry.first.index) << ":";
1261        for (size_t v: entry.second)
1262            std::cout << " " << v;
1263        std::cout << std::endl;
1264        auto res = dest.insert(entry); // find
1265        if (res.second)
1266            continue; // added new
1267        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1268        // add new ways
1269        for (size_t ssaId: entry.second)
1270            destEntry.insertValue(ssaId);
1271        std::cout << "    :";
1272        for (size_t v: destEntry)
1273            std::cout << " " << v;
1274        std::cout << std::endl;
1275    }
1276}
1277
1278// join last SSAIdMap of the routine including later routine call
1279// dest - dest last SSAId map, src - source lastSSAIdMap
1280// laterRdatas - data of subroutine/routine exeuted after src lastSSAIdMap state
1281static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1282                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1283                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1284{
1285    for (const auto& entry: src)
1286    {
1287        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1288        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1289        {
1290            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1291            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1292            {
1293                // if found in last ssa ID map,
1294                // but has first value (some way do not change SSAId)
1295                // then pass to add new ssaIds before this point
1296                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1297                    continue; // otherwise, skip
1298            }
1299        }
1300        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1301                cxuint(entry.first.index) << ":";
1302        for (size_t v: entry.second)
1303            std::cout << " " << v;
1304        std::cout << std::endl;
1305        auto res = dest.insert(entry); // find
1306        if (res.second)
1307            continue; // added new
1308        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1309        // add new ways
1310        for (size_t ssaId: entry.second)
1311            destEntry.insertValue(ssaId);
1312        std::cout << "    :";
1313        for (size_t v: destEntry)
1314            std::cout << " " << v;
1315        std::cout << std::endl;
1316    }
1317    if (!loop) // do not if loop
1318        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1319}
1320
1321static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1322                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1323{
1324    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1325}
1326
1327
1328// join routine data from child call with data from parent routine
1329// (just join child call from parent)
1330static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src,
1331            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1332            bool notFirstReturn)
1333{
1334    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1335    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1336    dest.origRbwSSAIdMap.insert(src.origRbwSSAIdMap.begin(), src.origRbwSSAIdMap.end());
1337   
1338    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1339   
1340    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1341    {
1342        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1343                cxuint(entry.first.index) << ":";
1344        for (size_t v: entry.second)
1345            std::cout << " " << v;
1346        std::cout << std::endl;
1347        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1348        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1349       
1350        if (!res.second)
1351        {
1352            // add new ways
1353            for (size_t ssaId: entry.second)
1354                destEntry.insertValue(ssaId);
1355        }
1356        else if (notFirstReturn)
1357        {
1358            auto csit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1359            // insert to lastSSAIdMap if no ssaIds for regvar in lastSSAIdMap
1360            dest.lastSSAIdMap.insert({ entry.first,
1361                        { (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 1)-1 } });
1362        }
1363       
1364        std::cout << "    :";
1365        for (size_t v: destEntry)
1366            std::cout << " " << v;
1367        std::cout << std::endl;
1368    }
1369}
1370
1371// reduce retSSAIds for calls (for all read before write SSAIds for current code block)
1372static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1373            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1374            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, RoutineMap& routineMap,
1375            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1376{
1377    if (retSSAIdMap.empty())
1378        return;
1379    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1380    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1381    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1382    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1383    // collect rbw SSAIds
1384    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1385        if (next.isCall)
1386        {
1387            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1388            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1389                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1390           
1391        }
1392    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1393        if (next.isCall)
1394        {
1395            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1396            // add changed
1397            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1398                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1399                    changed.insert(lentry.first);
1400        }
1401   
1402    // reduce SSAIds
1403    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1404    {
1405        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1406        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1407        {
1408            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1409            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1410            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1411            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1412            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1413           
1414            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1415            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1416                        outSSAIds.begin());
1417            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1418            if (outSSAIds.size() >= 2)
1419            {
1420                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1421                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1422               
1423                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1424                        rentry.first.index << std::endl;
1425            }
1426           
1427            for (BlockIndex rblock: rentry.second.routines)
1428                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1429                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1430            reduced.insert(rentry.first);
1431        }
1432    }
1433    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1434        retSSAIdMap.erase(vreg);
1435    reduced.clear();
1436       
1437    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1438    {
1439        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1440        if (rit != retSSAIdMap.end())
1441        {
1442            // if modified
1443            // put before removing to revert for other ways after calls
1444            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1445            if (res.second)
1446                res.first->second = rit->second;
1447            // just remove, if some change without read before
1448            retSSAIdMap.erase(rit);
1449        }
1450    }
1451}
1452
1453static void reduceSSAIds2(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1454            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, const SSAEntry& ssaEntry)
1455{
1456    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1457    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1458    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1459    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1460    {
1461        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1462        ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1463        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1464    }
1465    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1466    {
1467        // put before removing to revert for other ways after calls
1468        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1469        if (res.second)
1470            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1471        // just remove, if some change without read before
1472        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1473    }
1474}
1475
1476// reduce retSSAIds (last SSAIds for regvar) while passing by code block
1477// and emits SSA replaces for these ssaids
1478static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1479            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, RoutineMap& routineMap,
1480            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1481{
1482    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1483    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1484    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1485    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1486    {
1487        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1488       
1489        if (sinfo.ssaId != SIZE_MAX)
1490        {
1491            VectorSet<size_t> outSSAIds = ssaIds;
1492            outSSAIds.insertValue(ssaId-1); // ???
1493            // already set
1494            if (outSSAIds.size() >= 1)
1495            {
1496                // reduce to minimal ssaId from all calls
1497                std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1498                outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1499                            outSSAIds.begin());
1500                // insert SSA replaces
1501                if (outSSAIds.size() >= 2)
1502                {
1503                    size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1504                    for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1505                        insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1506                }
1507            }
1508        }
1509        else if (ssaIds.size() >= 2)
1510        {
1511            // reduce to minimal ssaId from all calls
1512            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1513            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1514            // insert SSA replaces
1515            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1516            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1517                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1518            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1519        }
1520        else if (ssaIds.size() == 1)
1521            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1522       
1523        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1524                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1525        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1526        // reduce SSAIds replaces
1527        for (BlockIndex rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1528        {
1529            RoutineData& rdata = routineMap.find(rblock)->second;
1530            size_t rbwRetSSAId = SIZE_MAX;
1531            auto rbwIt = rdata.rbwSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1532            auto rlsit = rdata.lastSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1533            if (rbwIt != rdata.rbwSSAIdMap.end() && rlsit->second.hasValue(rbwIt->second))
1534                rbwRetSSAId = rbwIt->second;
1535            rlsit->second = VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1536            if (rbwRetSSAId != SIZE_MAX)
1537            {
1538                std::cout << "  keep retSSAId rbw: " << rbwRetSSAId << std::endl;
1539                // add retSSAId without changes (in way without regvar changes)
1540                rlsit->second.insertValue(rbwRetSSAId);
1541            }
1542        }
1543        // finally remove from container (because obsolete)
1544        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1545        return true;
1546    }
1547    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1548    {
1549        // put before removing to revert for other ways after calls
1550        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1551        if (res.second)
1552            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1553        // just remove, if some change without read before
1554        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1555    }
1556    return false;
1557}
1558
1559// update single current SSAId for routine and optionally lastSSAIdMap if returns
1560// has been encountered but not regvar
1561static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1562                size_t prevSSAId)
1563{
1564    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1565    bool beforeFirstAccess = true;
1566    // put first SSAId before write
1567    if (sinfo.readBeforeWrite)
1568    {
1569        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1570        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1571            // if already added
1572            beforeFirstAccess = false;
1573       
1574        rdata.origRbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first,
1575                        ssaEntry.second.ssaIdBefore }).second;
1576    }
1577   
1578    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1579    {
1580        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1581        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1582        // put last SSAId
1583        if (!res.second)
1584        {
1585            beforeFirstAccess = false;
1586            // if not inserted
1587            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1588            ssaIds.clear(); // clear all ssaIds in currentSSAID entry
1589            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1590        }
1591        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1592        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1593        {
1594            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1595            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1596                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1597        }
1598    }
1599    else
1600    {
1601        // insert read ssaid if no change
1602        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1603        if (!res.second)
1604        {
1605            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1606            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1607        }
1608    }
1609}
1610
1611static void initializePrevRetSSAIds(
1612            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1613            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1614            FlowStackEntry& entry)
1615{
1616    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1617    {
1618        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1619        if (!res.second)
1620            continue; // already added, do not change
1621        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1622        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1623            res.first->second = rfit->second;
1624       
1625        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1626        res.first->second.prevSSAId = (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 1);
1627    }
1628}
1629
1630// revert retSSAIdMap while leaving from code block
1631static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1632            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1633{
1634    // revert retSSAIdMap
1635    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1636    {
1637        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1638        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1639        {
1640            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1641            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1642                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1643        }
1644       
1645        if (!v.second.ssaIds.empty())
1646        {
1647            // just add if previously present
1648            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1649                rfit->second = v.second;
1650            else
1651                retSSAIdMap.insert(v);
1652        }
1653        else // erase if empty
1654            retSSAIdMap.erase(v.first);
1655       
1656        size_t oldSSAId = curSSAIdMap[v.first]-1;
1657        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1658        if (rdata!=nullptr)
1659        {
1660            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1661            ssaIds.eraseValue(oldSSAId); // ??? need extra constraints
1662            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1663                ssaIds.insertValue(ssaId);
1664            if (v.second.ssaIds.empty())
1665            {
1666                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1667                ssaIds.insertValue((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1);
1668            }
1669           
1670            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1671                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1672            for (size_t v: ssaIds)
1673                std::cout << " " << v;
1674            std::cout << std::endl;
1675        }
1676    }
1677}
1678
1679// update current SSAId in curSSAIdMap for routine while leaving from code block
1680static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1681            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1682{
1683    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1684    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1685                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1686    for (size_t v: ssaIds)
1687        std::cout << " " << v;
1688    std::cout << std::endl;
1689   
1690    // if cblock with some children
1691    if (nextSSAId != curSSAId)
1692        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1693   
1694    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1695    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1696   
1697    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1698                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1699    for (size_t v: ssaIds)
1700        std::cout << " " << v;
1701    std::cout << std::endl;
1702}
1703
1704static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, BlockIndex routineBlock,
1705                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1706{
1707    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1708    {
1709        // handle loops
1710        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1711        // add to routine data loopEnds
1712        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1713        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1714        {
1715            if (!loopsit2->second.passed)
1716                // still in loop join ssaid map
1717                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1718        }
1719        else
1720            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1721        return true;
1722    }
1723    return false;
1724}
1725
1726
1727static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1728        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1729        const std::unordered_set<BlockIndex>& loopBlocks,
1730        const std::unordered_set<BlockIndex>& callBlocks,
1731        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1732        SimpleCache<BlockIndex, RoutineData>& subroutinesCache,
1733        const RoutineMap& routineMap, RoutineData& rdata,
1734        BlockIndex routineBlock, bool noMainLoop = false,
1735        const CBlockBitPool& prevFlowStackBlocks = {})
1736{
1737    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1738    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
1739    CBlockBitPool haveReturnBlocks(codeBlocks.size(), false);
1740   
1741    VectorSet<BlockIndex> activeLoops;
1742    SubrLoopsMap subrLoopsMap;
1743    SubrLoopsMap loopSubrsMap;
1744    RoutineMap subrDataForLoopMap;
1745    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1746    CBlockBitPool flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1747    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1748        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1749    // last SSA ids map from returns
1750    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1751    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1752    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1753   
1754   
1755    while (!flowStack.empty())
1756    {
1757        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1758        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1759       
1760        /*std::cout << ":: rdata.curSSAIdMap #" << entry.blockIndex << "\n";
1761        for (const auto& v: rdata.curSSAIdMap)
1762        {
1763            std::cout << "  :: " << v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1764            for (size_t ssaId: v.second)
1765                std::cout << " " << ssaId;
1766            std::cout << "\n";
1767        }*/
1768       
1769        auto addSubroutine = [&](
1770            std::unordered_map<BlockIndex, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1771            bool applyToMainRoutine)
1772        {
1773            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1774            {
1775                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1776                if (applyToMainRoutine &&
1777                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1778                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1779                {
1780                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1781                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1782                                        *subRdata, true);
1783                }
1784                return;
1785            }
1786           
1787            RoutineData subrData;
1788            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1789            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1790            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, callBlocks,
1791                    subroutToCache, subroutinesCache, routineMap, subrData,
1792                    entry.blockIndex, true, flowStackBlocks);
1793            RoutineData subrDataCopy;
1794            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1795           
1796            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1797            {   // leave from loop point
1798                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1799                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1800                {
1801                    subrDataCopy = subrData;
1802                    subrDataForLoopMap.insert({ entry.blockIndex, subrDataCopy });
1803                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1804                            entry.blockIndex << std::endl;
1805                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1806                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1807                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1808                    if (applyToMainRoutine)
1809                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1810                                        subrDataCopy, true);
1811                }
1812            }
1813           
1814            // apply loop to subroutines
1815            auto it = loopSubrsMap.find(entry.blockIndex);
1816            if (it != loopSubrsMap.end())
1817            {
1818                std::cout << "    found loopsubrsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1819                for (BlockIndex subr: it->second)
1820                {
1821                    std::cout << " " << subr;
1822                    RoutineData* subrData2 = subroutinesCache.use(subr);
1823                    if (subrData2 == nullptr)
1824                        continue;
1825                    RoutineData subrData2Copy = *subrData2;
1826                    std::cout << "*";
1827                    joinLastSSAIdMap(subrData2Copy.lastSSAIdMap,
1828                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrDataCopy, false);
1829                    // reinsert subroutine into subroutine cache
1830                    subrData2Copy.calculateWeight();
1831                    subroutinesCache.put(subr, subrData2Copy);
1832                }
1833                std::cout << "\n";
1834            }
1835            // apply loops to this subroutine
1836            auto it2 = subrLoopsMap.find(entry.blockIndex);
1837            if (it2 != subrLoopsMap.end())
1838            {
1839                std::cout << "    found subrloopsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1840                for (auto lit2 = it2->second.rbegin(); lit2 != it2->second.rend(); ++lit2)
1841                {
1842                    BlockIndex loop = *lit2;
1843                    auto loopsit3 = rdata.loopEnds.find(loop);
1844                    if (loopsit3 == rdata.loopEnds.end() ||
1845                        activeLoops.hasValue(loop))
1846                        continue;
1847                    std::cout << " " << loop;
1848                    auto  itx = subrDataForLoopMap.find(loop);
1849                    if (itx != subrDataForLoopMap.end())
1850                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1851                                loopsit3->second.ssaIdMap, itx->second, false);
1852                }
1853                std::cout << "\n";
1854            }
1855           
1856            subrData.calculateWeight();
1857            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1858        };
1859       
1860        if (entry.nextIndex == 0)
1861        {
1862            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1863           
1864            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1865            {
1866                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1867               
1868                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1869                flowStack.pop_back();
1870                continue;
1871            }
1872           
1873            // process current block
1874            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1875           
1876            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1877            {
1878                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1879                if (cachedRdata == nullptr)
1880                {
1881                    // try in routine map
1882                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1883                    if (rit != routineMap.end())
1884                        cachedRdata = &rit->second;
1885                }
1886                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1887                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1888                {
1889                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1890                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1891                    addSubroutine(loopsit2, false);
1892                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1893                }
1894            }
1895           
1896            if (cachedRdata != nullptr)
1897            {
1898                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1899                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1900                if (visited[entry.blockIndex] && !haveReturnBlocks[entry.blockIndex])
1901                {
1902                    // no joining. no returns
1903                    std::cout << "procretend2 nojoin" << std::endl;
1904                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1905                    flowStack.pop_back();
1906                    continue;
1907                }
1908                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1909                // get not given rdata curSSAIdMap ssaIds but present in cachedRdata
1910                // curSSAIdMap
1911                for (const auto& entry: cachedRdata->curSSAIdMap)
1912                    if (rdata.curSSAIdMap.find(entry.first) == rdata.curSSAIdMap.end())
1913                    {
1914                        auto cit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1915                        size_t prevSSAId = (cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1;
1916                        rdata.curSSAIdMap.insert({ entry.first, { prevSSAId } });
1917                       
1918                        if (rdata.notFirstReturn)
1919                        {
1920                            rdata.lastSSAIdMap.insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1921                            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1922                                loopEnd.second.ssaIdMap.
1923                                        insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1924                        }
1925                    }
1926               
1927                // join loopEnds
1928                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1929                {
1930                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap{} });
1931                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1932                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1933                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1934                }
1935                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1936                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1937                flowStack.pop_back();
1938                // propagate haveReturn to previous block
1939                flowStack.back().haveReturn = true;
1940                haveReturnBlocks[flowStack.back().blockIndex] = true;
1941                continue;
1942            }
1943            else if (!visited[entry.blockIndex])
1944            {
1945                // set up loops for which subroutine is present
1946                if (subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0 && !activeLoops.empty())
1947                {
1948                    subrLoopsMap.insert({ entry.blockIndex, activeLoops });
1949                    for (BlockIndex loop: activeLoops)
1950                    {
1951                        auto res = loopSubrsMap.insert({ loop, { entry.blockIndex } });
1952                        if (!res.second)
1953                            res.first->second.insertValue(entry.blockIndex);
1954                    }
1955                }
1956               
1957                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1958                    activeLoops.insertValue(entry.blockIndex);
1959                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1960                visited[entry.blockIndex] = true;
1961               
1962                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1963                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1964                    {
1965                        reduceSSAIds2(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, ssaEntry);
1966                        // put data to routine data
1967                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1968                       
1969                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1970                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1971                    }
1972            }
1973            else
1974            {
1975                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1976                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1977                flowStack.pop_back();
1978                continue;
1979            }
1980        }
1981       
1982        // join and skip calls
1983        {
1984            std::vector<BlockIndex> calledRoutines;
1985            for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1986                        cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1987            {
1988                BlockIndex rblock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1989                if (callBlocks.find(rblock) != callBlocks.end())
1990                    rblock.pass = 1;
1991                if (rblock != routineBlock)
1992                    calledRoutines.push_back(rblock);
1993            }
1994           
1995            if (!calledRoutines.empty())
1996            {
1997                // toNotClear - regvar to no keep (because is used in called routines)
1998                std::unordered_set<AsmSingleVReg> toNotClear;
1999                // if regvar any called routine (used)
2000                std::unordered_set<AsmSingleVReg> allInCalls;
2001                for (BlockIndex rblock: calledRoutines)
2002                {
2003                    const RoutineData& srcRdata = routineMap.find(rblock)->second;
2004                    // for next recursion pass call - choose origRvwSSAIdMap
2005                    // otherwise - standard rbwSsaIdMap
2006                    const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& srcRbwSSAIdMap =
2007                        (entry.blockIndex.pass == 0 && rblock.pass!=0) ?
2008                        srcRdata.origRbwSSAIdMap : srcRdata.rbwSSAIdMap;
2009                    if (entry.blockIndex.pass == 0 && rblock.pass!=0)
2010                        std::cout << "choose origRbwSSAIdMap: " << rblock << std::endl;
2011                       
2012                    for (const auto& rbw: srcRbwSSAIdMap)
2013                    {
2014                        allInCalls.insert(rbw.first);
2015                        auto lsit = srcRdata.lastSSAIdMap.find(rbw.first);
2016                        if (lsit != srcRdata.lastSSAIdMap.end() &&
2017                             lsit->second.hasValue(rbw.second))
2018                            // if returned not modified, then do not clear this regvar
2019                            toNotClear.insert(rbw.first);
2020                    }
2021                    for (const auto& rbw: srcRdata.lastSSAIdMap)
2022                        allInCalls.insert(rbw.first);
2023                }
2024                for (auto& entry: rdata.curSSAIdMap)
2025                    // if any called routine and if to clear
2026                    if (allInCalls.find(entry.first) != allInCalls.end() &&
2027                        toNotClear.find(entry.first) == toNotClear.end())
2028                        // not found
2029                        entry.second.clear();
2030           
2031                for (BlockIndex rblock: calledRoutines)
2032                    joinRoutineData(rdata, routineMap.find(rblock)->second,
2033                                    curSSAIdMap, rdata.notFirstReturn);
2034            }
2035        }
2036       
2037        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2038        {
2039            const BlockIndex nextBlock = { cblock.nexts[entry.nextIndex].block,
2040                        entry.blockIndex.pass };
2041            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
2042            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
2043            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
2044            entry.nextIndex++;
2045        }
2046        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2047                // if have any call then go to next block
2048                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2049                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2050        {
2051            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2052            {
2053                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2054                    if (next.isCall)
2055                    {
2056                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2057                        BlockIndex rblock(next.block, entry.blockIndex.pass);
2058                        if (callBlocks.find(next.block) != callBlocks.end())
2059                            rblock.pass = 1;
2060                        auto it = routineMap.find(rblock); // must find
2061                        initializePrevRetSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2062                                    it->second, entry);
2063                       
2064                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, rblock);
2065                    }
2066            }
2067            const BlockIndex nextBlock = entry.blockIndex+1;
2068            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
2069            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
2070            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
2071            entry.nextIndex++;
2072        }
2073        else
2074        {
2075            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
2076            if (cblock.haveReturn)
2077            {
2078                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2079                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
2080                std::cout << "procretend" << std::endl;
2081                rdata.notFirstReturn = true;
2082                entry.haveReturn = true;
2083                haveReturnBlocks[entry.blockIndex] = true;
2084            }
2085           
2086            const bool prevHaveReturn = entry.haveReturn;
2087           
2088            // revert retSSAIdMap
2089            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
2090            //
2091           
2092            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2093            {
2094                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2095                    continue;
2096                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2097                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
2098                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
2099                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
2100               
2101                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2102                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2103                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2104               
2105                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
2106            }
2107           
2108            activeLoops.eraseValue(entry.blockIndex);
2109           
2110            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
2111            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
2112            {
2113                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
2114                {
2115                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
2116                                entry.blockIndex << std::endl;
2117                    // mark that loop has passed fully
2118                    loopsit2->second.passed = true;
2119                }
2120                else
2121                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
2122                                entry.blockIndex << std::endl;
2123            }
2124           
2125            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
2126                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
2127            { //put to cache
2128                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
2129                addSubroutine(loopsit2, true);
2130            }
2131           
2132            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2133            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2134           
2135            flowStack.pop_back();
2136            // set up haveReturn
2137            if (!flowStack.empty())
2138            {
2139                flowStack.back().haveReturn |= prevHaveReturn;
2140                haveReturnBlocks[flowStack.back().blockIndex] =
2141                        flowStack.back().haveReturn;
2142            }
2143        }
2144    }
2145    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
2146}
2147
2148typedef std::unordered_map<BlockIndex, std::unordered_set<AsmSingleVReg> >
2149                RecurChangedVarMap;
2150
2151
2152void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
2153{
2154    if (codeBlocks.empty())
2155        return;
2156    usageHandler.rewind();
2157    auto cbit = codeBlocks.begin();
2158    AsmRegVarUsage rvu;
2159    if (!usageHandler.hasNext())
2160        return; // do nothing if no regusages
2161    rvu = usageHandler.nextUsage();
2162   
2163    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2164    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
2165    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
2166    size_t regTypesNum;
2167    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2168   
2169    while (true)
2170    {
2171        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
2172        {
2173            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
2174            ++cbit;
2175        }
2176        if (cbit == codeBlocks.end())
2177            break;
2178        // skip rvu's before codeblock
2179        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
2180            rvu = usageHandler.nextUsage();
2181        if (rvu.offset < cbit->start)
2182            break;
2183       
2184        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
2185        while (rvu.offset < cbit->end)
2186        {
2187            // process rvu
2188            // only if regVar
2189            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2190            {
2191                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
2192                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
2193               
2194                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
2195                if (res.second)
2196                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
2197                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
2198                    // if first write RVU instead read RVU
2199                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
2200                    sinfo.readBeforeWrite = true;
2201                /* change SSA id only for write-only regvars -
2202                 *   read-write place can not have two different variables */
2203                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
2204                    sinfo.ssaIdChange++;
2205                if (rvu.regVar==nullptr)
2206                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
2207                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
2208            }
2209            // get next rvusage
2210            if (!usageHandler.hasNext())
2211                break;
2212            rvu = usageHandler.nextUsage();
2213        }
2214        ++cbit;
2215    }
2216   
2217    size_t rbwCount = 0;
2218    size_t wrCount = 0;
2219   
2220    SimpleCache<BlockIndex, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
2221   
2222    std::deque<CallStackEntry> callStack;
2223    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2224    // total SSA count
2225    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
2226    // last SSA ids map from returns
2227    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
2228    // last SSA ids in current way in code flow
2229    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
2230    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
2231    RoutineMap routineMap;
2232    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
2233    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
2234    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
2235    std::pair<BlockIndex, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
2236    CBlockBitPool isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
2237   
2238    CBlockBitPool waysToCache(codeBlocks.size(), false);
2239    CBlockBitPool flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
2240    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
2241    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
2242    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
2243    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2244    flowStackBlocks[0] = true;
2245    std::unordered_set<BlockIndex> callBlocks;
2246    std::unordered_set<BlockIndex> loopBlocks;
2247    std::unordered_set<size_t> recurseBlocks;
2248   
2249    RecurChangedVarMap recurChangedVarMap;
2250   
2251    {
2252    CBlockBitPool haveReturnBlocks(codeBlocks.size(), false);
2253    std::deque<FlowStackEntry4> flowStack;
2254    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2255    /*
2256     * find recursions
2257     */
2258    while (!flowStack.empty())
2259    {
2260        FlowStackEntry4& entry = flowStack.back();
2261        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
2262       
2263        if (entry.nextIndex == 0)
2264        {
2265            // process current block
2266            if (!visited[entry.blockIndex])
2267                visited[entry.blockIndex] = true;
2268            else
2269            {
2270                flowStack.pop_back();
2271                continue;
2272            }
2273        }
2274       
2275        if (!callStack.empty() &&
2276            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2277            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2278        {
2279            const BlockIndex routineBlock = callStack.back().routineBlock;
2280            callStack.pop_back(); // just return from call
2281            callBlocks.erase(routineBlock);
2282            std::cout << "finding recur: ret: " << routineBlock << std::endl;
2283        }
2284       
2285        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2286        {
2287            bool isCall = false;
2288            BlockIndex nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2289           
2290            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2291            {
2292                if (!callBlocks.insert(nextBlock).second)
2293                {
2294                    // if already called (then it is recursion)
2295                    std::cout << "finding recursions: " << nextBlock << std::endl;
2296                    recurChangedVarMap.insert({ nextBlock.index, { } });
2297                    entry.nextIndex++;
2298                    continue;
2299                }
2300                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2301                std::cout << "finding recur: call: " << nextBlock << std::endl;
2302                isCall = true;
2303            }
2304           
2305            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2306            entry.nextIndex++;
2307        }
2308        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2309                // if have any call then go to next block
2310                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2311                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2312        {
2313            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2314            entry.nextIndex++;
2315        }
2316        else // back
2317            flowStack.pop_back();
2318    }
2319   
2320    // collecting changed regvars
2321    for (auto& changedRegVars: recurChangedVarMap)
2322    {
2323        std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2324        flowStack.clear();
2325        flowStack.push_back({ changedRegVars.first, 0 });
2326       
2327        while (!flowStack.empty())
2328        {
2329            FlowStackEntry4& entry = flowStack.back();
2330            CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
2331           
2332            if (entry.nextIndex == 0)
2333            {
2334                // process current block
2335                if (!visited[entry.blockIndex])
2336                {
2337                    visited[entry.blockIndex] = true;
2338                    for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2339                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
2340                            entry.changedVars.insert(ssaEntry.first);
2341                }
2342                else
2343                {
2344                    // TODO: fix handling loops (fix haveReturn leaks)
2345                    const bool prevHaveReturn = haveReturnBlocks[entry.blockIndex];
2346                    flowStack.pop_back();
2347                    // set up haveReturn
2348                    FlowStackEntry4& prevEntry = flowStack.back();
2349                    const bool haveReturn = (prevEntry.haveReturn |= prevHaveReturn);
2350                    haveReturnBlocks[prevEntry.blockIndex] = haveReturn;
2351                    continue;
2352                }
2353            }
2354           
2355            if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2356            {
2357                bool isCall = false;
2358                BlockIndex nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2359                flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2360                entry.nextIndex++;
2361            }
2362            else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2363                    // if have any call then go to next block
2364                    (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2365                    !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2366            {
2367                flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2368                entry.nextIndex++;
2369            }
2370            else // back
2371            {
2372                std::unordered_set<AsmSingleVReg> prevChangedVars;
2373                if (cblock.haveReturn)
2374                {
2375                    entry.haveReturn = true;
2376                    haveReturnBlocks[entry.blockIndex] = true;
2377                    prevChangedVars = entry.changedVars;
2378                }
2379                const bool prevHaveReturn = entry.haveReturn;
2380               
2381                flowStack.pop_back();
2382                // set up haveReturn
2383                if (!flowStack.empty())
2384                {
2385                    FlowStackEntry4& prevEntry = flowStack.back();
2386                    const bool haveReturn = (prevEntry.haveReturn |= prevHaveReturn);
2387                    haveReturnBlocks[prevEntry.blockIndex] = haveReturn;
2388                    if (prevHaveReturn)
2389                        prevEntry.changedVars.insert(prevChangedVars.begin(),
2390                                    prevChangedVars.end());
2391                }
2392                else if (prevHaveReturn)
2393                    // put to changed reg vars
2394                    changedRegVars.second.insert(
2395                            prevChangedVars.begin(), prevChangedVars.end());
2396            }
2397        }
2398    }
2399    }
2400   
2401    callStack.clear();
2402    callBlocks.clear();
2403    flowStack.clear();
2404    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2405    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2406   
2407    std::unordered_map<size_t, std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> >
2408            curSSAIdMapStateMap;
2409   
2410    /*
2411     * main loop to fill up ssaInfos
2412     */
2413    while (!flowStack.empty())
2414    {
2415        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2416        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
2417       
2418        if (entry.nextIndex == 0)
2419        {
2420            // process current block
2421            if (!visited[entry.blockIndex])
2422            {
2423                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
2424                visited[entry.blockIndex] = true;
2425               
2426                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2427                {
2428                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2429                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
2430                    {
2431                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
2432                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
2433                        continue; // no change for registers
2434                    }
2435                   
2436                    if (sinfo.ssaId != SIZE_MAX)
2437                    {
2438                        // already initialized
2439                        reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2440                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2441                        if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2442                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = sinfo.ssaIdLast+1;
2443                       
2444                        // count read before writes (for cache weight)
2445                        if (sinfo.readBeforeWrite)
2446                            rbwCount++;
2447                        if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2448                            wrCount++;
2449                        continue;
2450                    }
2451                   
2452                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2453                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2454                   
2455                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2456                   
2457                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
2458                    if (totalSSACount == 0)
2459                    {
2460                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
2461                        ssaId++;
2462                        totalSSACount++;
2463                    }
2464                   
2465                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
2466                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
2467                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
2468                   
2469                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
2470                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
2471                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
2472                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
2473                        ssaId = totalSSACount;
2474                   
2475                    // count read before writes (for cache weight)
2476                    if (sinfo.readBeforeWrite)
2477                        rbwCount++;
2478                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2479                        wrCount++;
2480                }
2481            }
2482            else
2483            {
2484                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
2485                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
2486                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
2487                // back, already visited
2488                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2489                flowStack.pop_back();
2490               
2491                BlockIndex curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
2492                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
2493                {
2494                    // mark point of way to cache (res first point)
2495                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
2496                    std::cout << "mark to pfcache " <<
2497                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
2498                            curWayBIndex << std::endl;
2499                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
2500                }
2501                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
2502                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
2503                continue;
2504            }
2505        }
2506       
2507        if (!callStack.empty() &&
2508            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2509            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2510        {
2511            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2512            const BlockIndex routineBlock = callStack.back().routineBlock;
2513            RoutineData& prevRdata = routineMap.find(routineBlock)->second;
2514            if (!isRoutineGen[routineBlock])
2515            {
2516                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, callBlocks,
2517                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2518                            routineBlock);
2519                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2520                isRoutineGen[routineBlock] = true;
2521               
2522                auto csimsmit = curSSAIdMapStateMap.find(routineBlock.index);
2523                if (csimsmit != curSSAIdMapStateMap.end() && entry.blockIndex.pass==0)
2524                {
2525                    std::cout << " get curSSAIdMap from back recur 2" << std::endl;
2526                    curSSAIdMap = csimsmit->second;
2527                    curSSAIdMapStateMap.erase(csimsmit);
2528                }
2529            }
2530           
2531            callStack.pop_back(); // just return from call
2532            callBlocks.erase(routineBlock);
2533        }
2534       
2535        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2536        {
2537            bool isCall = false;
2538            BlockIndex nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2539            nextBlock.pass = entry.blockIndex.pass;
2540            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2541            {
2542                bool nextRecursion = false;
2543                if (!callBlocks.insert(nextBlock).second)
2544                {
2545                    // if already called (then it is recursion)
2546                    nextRecursion = recurseBlocks.insert(nextBlock.index).second;
2547                    if (nextRecursion)
2548                    {
2549                        std::cout << "   -- recursion: " << nextBlock << std::endl;
2550                        nextBlock.pass = 1;
2551                       
2552                        curSSAIdMapStateMap.insert({ nextBlock.index,  curSSAIdMap });
2553                    }
2554                    else if (entry.blockIndex.pass==1)
2555                    {
2556                        entry.nextIndex++;
2557                        std::cout << " NO call (rec): " << entry.blockIndex << std::endl;
2558                        continue;
2559                    }
2560                }
2561                else if (entry.blockIndex.pass==1 &&
2562                    recurseBlocks.find(nextBlock.index) != recurseBlocks.end())
2563                {
2564                    entry.nextIndex++;
2565                    std::cout << " NO call (rec)2: " << entry.blockIndex << std::endl;
2566                    continue;
2567                }
2568                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2569                               
2570                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2571                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2572                isCall = true;
2573            }
2574           
2575            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2576            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2577            {
2578                if (!cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2579                    loopBlocks.insert(nextBlock);
2580                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2581            }
2582            else
2583                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2584            entry.nextIndex++;
2585        }
2586        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2587                // if have any call then go to next block
2588                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2589                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2590        {
2591            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2592            {
2593                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2594                                     ssaReplacesMap);
2595                //
2596                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2597                    if (next.isCall)
2598                    {
2599                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2600                        size_t pass = 0;
2601                        if (callBlocks.find(next.block) != callBlocks.end())
2602                        {
2603                            std::cout << " is secpass: " << entry.blockIndex << " : " <<
2604                                    next.block << std::endl;
2605                            pass = 1; // it ways second pass
2606                        }
2607                       
2608                        auto it = routineMap.find({ next.block, pass }); // must find
2609                        initializePrevRetSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2610                                    it->second, entry);
2611                       
2612                        BlockIndex rblock(next.block, entry.blockIndex.pass);
2613                        if (callBlocks.find(next.block) != callBlocks.end())
2614                            rblock.pass = 1;
2615                       
2616                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, rblock);
2617                    }
2618            }
2619            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2620            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2621            {
2622                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2623                 // keep to inserted in popping
2624                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2625            }
2626            else
2627                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2628            entry.nextIndex++;
2629        }
2630        else // back
2631        {
2632            // revert retSSAIdMap
2633            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, nullptr);
2634            //
2635           
2636            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2637            {
2638                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2639                    continue;
2640               
2641                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2642                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2643                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2644               
2645                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2646                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2647                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2648            }
2649           
2650            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2651            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2652           
2653            if (!flowStack.empty() && flowStack.back().isCall)
2654            {
2655                auto csimsmit = curSSAIdMapStateMap.find(entry.blockIndex.index);
2656                if (csimsmit != curSSAIdMapStateMap.end())
2657                {
2658                    std::cout << " get curSSAIdMap from back recur" << std::endl;
2659                    curSSAIdMap = csimsmit->second;
2660                }
2661            }
2662            flowStack.pop_back();
2663           
2664            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2665                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2666            {
2667                lastCommonCacheWayPoint =
2668                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2669                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2670            }
2671        }
2672    }
2673   
2674    /**********
2675     * after that, we find points to resolve conflicts
2676     **********/
2677    flowStack.clear();
2678    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2679   
2680    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2681    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2682   
2683    SimpleCache<BlockIndex, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2684    SimpleCache<BlockIndex, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2685   
2686    while (!flowStack2.empty())
2687    {
2688        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2689        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
2690       
2691        if (entry.nextIndex == 0)
2692        {
2693            // process current block
2694            if (!visited[entry.blockIndex])
2695                visited[entry.blockIndex] = true;
2696            else
2697            {
2698                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2699                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2700                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2701               
2702                // back, already visited
2703                flowStack2.pop_back();
2704                continue;
2705            }
2706        }
2707       
2708        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2709        {
2710            flowStack2.push_back({
2711                { cblock.nexts[entry.nextIndex].block, entry.blockIndex.pass }, 0 });
2712            entry.nextIndex++;
2713        }
2714        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2715                // if have any call then go to next block
2716                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2717                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2718        {
2719            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2720            entry.nextIndex++;
2721        }
2722        else // back
2723        {
2724            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2725                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2726                // add to cache
2727                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2728                            entry.blockIndex);
2729            flowStack2.pop_back();
2730        }
2731    }
2732}
2733
2734void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2735{
2736    /* prepare SSA id replaces */
2737    struct MinSSAGraphNode
2738    {
2739        size_t minSSAId;
2740        bool visited;
2741        std::unordered_set<size_t> nexts;
2742        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2743    };
2744    struct MinSSAGraphStackEntry
2745    {
2746        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2747        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2748        size_t minSSAId;
2749    };
2750   
2751    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2752    {
2753        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2754        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2755        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2756        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2757       
2758        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2759       
2760        auto it = replaces.begin();
2761        while (it != replaces.end())
2762        {
2763            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2764                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2765            {
2766                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2767                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2768                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2769                    node.nexts.insert(it->second);
2770            }
2771            it = itEnd;
2772        }
2773        // propagate min value
2774        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2775        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2776                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2777        {
2778            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2779            // traverse with minimalize SSA id
2780            while (!minSSAStack.empty())
2781            {
2782                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2783                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2784                bool toPop = false;
2785                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2786                {
2787                    if (!node.visited)
2788                        node.visited = true;
2789                    else
2790                        toPop = true;
2791                }
2792                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2793                {
2794                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2795                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2796                    {
2797                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2798                                nodeIt->second.minSSAId });
2799                    }
2800                    ++entry.nextIt;
2801                }
2802                else
2803                {
2804                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2805                    minSSAStack.pop();
2806                    if (!minSSAStack.empty())
2807                    {
2808                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2809                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2810                    }
2811                }
2812            }
2813            // skip visited nodes
2814            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2815                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2816                    break;
2817        }
2818       
2819        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2820            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2821       
2822        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2823        entry.second = newReplaces;
2824    }
2825   
2826    /* apply SSA id replaces */
2827    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2828        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2829        {
2830            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2831            if (it == ssaReplacesMap.end())
2832                continue;
2833            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2834            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2835            if (sinfo.readBeforeWrite)
2836            {
2837                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2838                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2839                if (rit != replaces.end())
2840                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2841            }
2842            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2843            {
2844                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2845                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2846                if (rit != replaces.end())
2847                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2848            }
2849            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2850            {
2851                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2852                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2853                if (rit != replaces.end())
2854                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2855            }
2856        }
2857}
2858
2859struct Liveness
2860{
2861    std::map<size_t, size_t> l;
2862   
2863    Liveness() { }
2864   
2865    void clear()
2866    { l.clear(); }
2867   
2868    void expand(size_t k)
2869    {
2870        if (l.empty())
2871            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2872        else
2873        {
2874            auto it = l.end();
2875            --it;
2876            it->second = k+1;
2877        }
2878    }
2879    void newRegion(size_t k)
2880    {
2881        if (l.empty())
2882            l.insert(std::make_pair(k, k));
2883        else
2884        {
2885            auto it = l.end();
2886            --it;
2887            if (it->first != k && it->second != k)
2888                l.insert(std::make_pair(k, k));
2889        }
2890    }
2891   
2892    void insert(size_t k, size_t k2)
2893    {
2894        auto it1 = l.lower_bound(k);
2895        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2896            --it1;
2897        if (it1->second < k)
2898            ++it1;
2899        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2900        if (it1!=it2)
2901        {
2902            k = std::min(k, it1->first);
2903            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2904            l.erase(it1, it2);
2905        }
2906        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2907    }
2908   
2909    bool contain(size_t t) const
2910    {
2911        auto it = l.lower_bound(t);
2912        if (it==l.begin() && it->first>t)
2913            return false;
2914        if (it==l.end() || it->first>t)
2915            --it;
2916        return it->first<=t && t<it->second;
2917    }
2918   
2919    bool common(const Liveness& b) const
2920    {
2921        auto i = l.begin();
2922        auto j = b.l.begin();
2923        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2924        {
2925            if (i->first==i->second)
2926            {
2927                ++i;
2928                continue;
2929            }
2930            if (j->first==j->second)
2931            {
2932                ++j;
2933                continue;
2934            }
2935            if (i->first<j->first)
2936            {
2937                if (i->second > j->first)
2938                    return true; // common place
2939                ++i;
2940            }
2941            else
2942            {
2943                if (i->first < j->second)
2944                    return true; // common place
2945                ++j;
2946            }
2947        }
2948        return false;
2949    }
2950};
2951
2952typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2953
2954static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2955            const AsmSingleVReg& svreg)
2956{
2957    cxuint regType; // regtype
2958    if (svreg.regVar!=nullptr)
2959        regType = svreg.regVar->type;
2960    else
2961        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2962            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2963                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2964                break;
2965    return regType;
2966}
2967
2968static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2969        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2970        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2971{
2972    size_t ssaId;
2973    if (svreg.regVar==nullptr)
2974        ssaId = 0;
2975    else if (ssaIdIdx==0)
2976        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2977    else if (ssaIdIdx==1)
2978        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2979    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2980        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2981    else // last
2982        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2983   
2984    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2985    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2986    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2987                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2988    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2989}
2990
2991typedef std::deque<FlowStackEntry3>::const_iterator FlowStackCIter;
2992
2993struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2994{
2995    size_t ssaId; // last SSA id
2996    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2997};
2998
2999/* TODO: add handling calls
3000 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
3001 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
3002 */
3003
3004typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
3005
3006static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
3007        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
3008        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
3009        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
3010        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3011{
3012    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
3013    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3014        if (entry.second.readBeforeWrite)
3015        {
3016            // find last
3017            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
3018            if (lvrit == lastVRegMap.end())
3019                continue; // not found
3020            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
3021            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
3022            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
3023            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3024            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3025                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
3026            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
3027            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
3028            --flitEnd; // before last element
3029            // insert live time to last seen position
3030            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
3031            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
3032            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
3033                    toLiveCvt + lastBlk.end);
3034            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
3035            {
3036                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
3037                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
3038                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3039            }
3040        }
3041}
3042
3043static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
3044        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
3045        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
3046        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
3047        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3048{
3049    auto flitStart = flowStack.end();
3050    --flitStart;
3051    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
3052    // find step in way
3053    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
3054    auto flitEnd = flowStack.end();
3055    --flitEnd;
3056    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
3057   
3058    // collect var to check
3059    size_t flowPos = 0;
3060    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
3061    {
3062        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
3063        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3064        {
3065            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
3066            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
3067                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
3068            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
3069        }
3070    }
3071    // find connections
3072    flowPos = 0;
3073    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
3074    {
3075        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
3076        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3077        {
3078            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
3079            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
3080            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
3081                flowPos > varMapIt->second.second ||
3082                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
3083                continue;
3084            // just connect
3085           
3086            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
3087            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3088            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3089                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
3090            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
3091           
3092            if (flowPos == varMapIt->second.second)
3093            {
3094                // fill whole loop
3095                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
3096                {
3097                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3098                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
3099                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3100                }
3101                continue;
3102            }
3103           
3104            size_t flowPos2 = 0;
3105            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
3106            {
3107                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3108                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
3109                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3110            }
3111            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
3112            auto flit2 = flitStart + flowPos;
3113            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3114            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
3115            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
3116                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
3117            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
3118            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
3119            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3120            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
3121            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
3122                    toLiveCvt + lastBlk.end);
3123            // fill up loop end
3124            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
3125            {
3126                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3127                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
3128                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3129            }
3130        }
3131    }
3132}
3133
3134struct LiveBlock
3135{
3136    size_t start;
3137    size_t end;
3138    size_t vidx;
3139   
3140    bool operator==(const LiveBlock& b) const
3141    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
3142   
3143    bool operator<(const LiveBlock& b) const
3144    { return start<b.start || (start==b.start &&
3145            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
3146};
3147
3148typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
3149typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
3150typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
3151typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
3152
3153static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
3154            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
3155            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
3156            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
3157            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3158{
3159    // add linear deps
3160    cxuint count = ldeps[0];
3161    cxuint pos = 1;
3162    cxbyte rvuAdded = 0;
3163    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
3164    {
3165        cxuint ccount = ldeps[pos++];
3166        std::vector<size_t> vidxes;
3167        cxuint regType = UINT_MAX;
3168        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
3169        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
3170        {
3171            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
3172            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
3173            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
3174            {
3175                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
3176                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
3177                if (regType==UINT_MAX)
3178                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
3179                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3180                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3181                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
3182                // push variable index
3183                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
3184            }
3185        }
3186        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
3187        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
3188        {
3189            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
3190            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
3191        }
3192    }
3193    // add single arg linear dependencies
3194    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
3195        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
3196        {
3197            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
3198            std::vector<size_t> vidxes;
3199            cxuint regType = UINT_MAX;
3200            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
3201            {
3202                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
3203                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
3204                if (regType==UINT_MAX)
3205                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
3206                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3207                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3208                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
3209                // push variable index
3210                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
3211            }
3212            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
3213            {
3214                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
3215                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
3216            }
3217        }
3218       
3219    /* equalTo dependencies */
3220    count = edeps[0];
3221    pos = 1;
3222    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
3223    {
3224        cxuint ccount = edeps[pos++];
3225        std::vector<size_t> vidxes;
3226        cxuint regType = UINT_MAX;
3227        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
3228        {
3229            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
3230            // only one register should be set for equalTo depencencies
3231            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
3232            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
3233            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
3234            if (regType==UINT_MAX)
3235                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
3236            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3237            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3238                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
3239            // push variable index
3240            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
3241        }
3242        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
3243        {
3244            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
3245            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
3246        }
3247    }
3248}
3249
3250typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
3251
3252struct EqualStackEntry
3253{
3254    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
3255    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
3256};
3257
3258void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
3259{
3260    // construct var index maps
3261    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
3262    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
3263    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
3264    size_t regTypesNum;
3265    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
3266   
3267    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
3268        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3269        {
3270            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
3271            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
3272            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
3273            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
3274            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
3275            size_t ssaIdCount = 0;
3276            if (sinfo.readBeforeWrite)
3277                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
3278            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
3279            {
3280                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
3281                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
3282            }
3283            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
3284                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
3285           
3286            if (sinfo.readBeforeWrite)
3287                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
3288            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
3289            {
3290                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
3291                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
3292                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
3293                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
3294                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
3295                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
3296            }
3297        }
3298   
3299    // construct vreg liveness
3300    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
3301    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
3302    // hold last vreg ssaId and position
3303    LastVRegMap lastVRegMap;
3304    // hold start live time position for every code block
3305    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
3306    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
3307   
3308    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
3309   
3310    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
3311        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
3312   
3313    size_t curLiveTime = 0;
3314   
3315    while (!flowStack.empty())
3316    {
3317        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
3318        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
3319       
3320        if (entry.nextIndex == 0)
3321        {
3322            // process current block
3323            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
3324            {
3325                // if loop
3326                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
3327                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3328                flowStack.pop_back();
3329                continue;
3330            }
3331           
3332            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
3333            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
3334                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3335           
3336            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3337            {
3338                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
3339                // update
3340                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
3341                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
3342                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
3343                --flit; // to last position
3344                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
3345                            { lastSSAId, { flit } } });
3346                if (!res.second) // if not first seen, just update
3347                {
3348                    // update last
3349                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
3350                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
3351                }
3352            }
3353           
3354            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
3355            if (!visited[entry.blockIndex])
3356            {
3357                visited[entry.blockIndex] = true;
3358                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
3359                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
3360                cxuint instrRVUsCount = 0;
3361               
3362                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
3363                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
3364                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
3365               
3366                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
3367                // register in liveness
3368                while (true)
3369                {
3370                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
3371                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
3372                    if (usageHandler.hasNext())
3373                    {
3374                        rvu = usageHandler.nextUsage();
3375                        if (rvu.offset >= cblock.end)
3376                            break;
3377                        if (!rvu.useRegMode)
3378                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
3379                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
3380                                cblock.start + curLiveTime;
3381                    }
3382                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
3383                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
3384                    {
3385                        // apply to liveness
3386                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
3387                        {
3388                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
3389                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
3390                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3391                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
3392                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
3393                            lv.expand(liveTime);
3394                        }
3395                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
3396                        {
3397                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
3398                            ssaIdIdx++;
3399                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
3400                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
3401                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3402                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
3403                                // because live after this instr
3404                                lv.newRegion(liveTimeNext);
3405                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
3406                        }
3407                        // get linear deps and equal to
3408                        cxbyte lDeps[16];
3409                        cxbyte eDeps[16];
3410                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
3411                                        lDeps, eDeps);
3412                       
3413                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
3414                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
3415                                regTypesNum, regRanges);
3416                       
3417                        readSVRegs.clear();
3418                        writtenSVRegs.clear();
3419                        if (!usageHandler.hasNext())
3420                            break; // end
3421                        oldOffset = rvu.offset;
3422                        instrRVUsCount = 0;
3423                    }
3424                    if (rvu.offset >= cblock.end)
3425                        break;
3426                   
3427                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
3428                    {
3429                        // per register/singlvreg
3430                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
3431                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
3432                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
3433                        else // read or treat as reading // expand previous region
3434                            readSVRegs.push_back(svreg);
3435                    }
3436                }
3437                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
3438            }
3439            else
3440            {
3441                // back, already visited
3442                flowStack.pop_back();
3443                continue;
3444            }
3445        }
3446        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
3447        {
3448            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
3449            entry.nextIndex++;
3450        }
3451        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
3452        {
3453            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
3454            entry.nextIndex++;
3455        }
3456        else // back
3457        {
3458            // revert lastSSAIdMap
3459            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
3460            flowStack.pop_back();
3461            if (!flowStack.empty())
3462            {
3463                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3464                {
3465                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
3466                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
3467                    {
3468                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
3469                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
3470                        lastPos.blockChain.pop_back();
3471                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
3472                            lastVRegMap.erase(lvrit);
3473                    }
3474                }
3475            }
3476        }
3477    }
3478   
3479    /// construct liveBlockMaps
3480    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
3481    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3482    {
3483        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3484        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
3485        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
3486        {
3487            Liveness& lv = liveness[li];
3488            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
3489                if (blk.first != blk.second)
3490                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
3491            lv.clear();
3492        }
3493        liveness.clear();
3494    }
3495   
3496    // create interference graphs
3497    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3498    {
3499        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3500        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
3501        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3502       
3503        auto lit = liveBlockMap.begin();
3504        size_t rangeStart = 0;
3505        if (lit != liveBlockMap.end())
3506            rangeStart = lit->start;
3507        while (lit != liveBlockMap.end())
3508        {
3509            const size_t blkStart = lit->start;
3510            const size_t blkEnd = lit->end;
3511            size_t rangeEnd = blkEnd;
3512            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
3513            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
3514            // collect from this range, variable indices
3515            std::set<size_t> varIndices;
3516            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
3517                varIndices.insert(lit2->vidx);
3518            // push to intergraph as full subgGraph
3519            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
3520                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
3521                    if (vit != vit2)
3522                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
3523            // go to next live blocks
3524            rangeStart = rangeEnd;
3525            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
3526                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
3527                    break;
3528            if (lit == liveBlockMap.end())
3529                break; //
3530            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
3531        }
3532    }
3533   
3534    /*
3535     * resolve equalSets
3536     */
3537    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3538    {
3539        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3540        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3541        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
3542        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
3543        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3544       
3545        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
3546        {
3547            auto it = etoDepMap.find(v);
3548            if (it == etoDepMap.end())
3549            {
3550                // is not regvar in equalTo dependencies
3551                v++;
3552                continue;
3553            }
3554           
3555            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3556            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3557           
3558            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3559            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3560            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3561            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3562           
3563            // traverse by this
3564            while (!etoStack.empty())
3565            {
3566                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3567                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3568                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3569                if (entry.nextIdx == 0)
3570                {
3571                    if (!visited[vidx])
3572                    {
3573                        // push to this equalSet
3574                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3575                        equalSet.push_back(vidx);
3576                    }
3577                    else
3578                    {
3579                        // already visited
3580                        etoStack.pop();
3581                        continue;
3582                    }
3583                }
3584               
3585                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3586                {
3587                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3588                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3589                    entry.nextIdx++;
3590                }
3591                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3592                {
3593                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3594                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3595                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3596                    entry.nextIdx++;
3597                }
3598                else
3599                    etoStack.pop();
3600            }
3601           
3602            // to first already added node (var)
3603            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3604        }
3605    }
3606}
3607
3608typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3609
3610struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3611{
3612    const InterGraph& interGraph;
3613    const Array<size_t>& sdoCounts;
3614   
3615    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3616        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3617    { }
3618   
3619    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3620    {
3621        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3622            return true;
3623        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3624    }
3625};
3626
3627/* algorithm to allocate regranges:
3628 * from smallest regranges to greatest regranges:
3629 *   choosing free register: from smallest free regranges
3630 *      to greatest regranges:
3631 *         in this same regrange:
3632 *               try to find free regs in regranges
3633 *               try to link free ends of two distinct regranges
3634 */
3635
3636void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3637{
3638    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3639                    assembler.deviceType);
3640   
3641    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3642    {
3643        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3644        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3645        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3646        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3647        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3648        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3649       
3650        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3651        gcMap.resize(nodesNum);
3652        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3653        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3654        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3655       
3656        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3657        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3658        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3659            nodeSet.insert(i);
3660       
3661        cxuint colorsNum = 0;
3662        // firstly, allocate real registers
3663        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3664            if (entry.first.regVar == nullptr)
3665                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3666       
3667        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3668        {
3669            size_t node = *nodeSet.begin();
3670            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3671                continue; // already colored
3672            size_t color = 0;
3673            std::vector<size_t> equalNodes;
3674            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3675            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3676            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3677                // found, get equal set from equalSetList
3678                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3679           
3680            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3681            {
3682                // find first usable color
3683                bool thisSame = false;
3684                for (size_t nb: interGraph[node])
3685                    if (gcMap[nb] == color)
3686                    {
3687                        thisSame = true;
3688                        break;
3689                    }
3690                if (!thisSame)
3691                    break;
3692            }
3693            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3694            {
3695                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3696                    throw AsmException("Too many register is needed");
3697                colorsNum++;
3698            }
3699           
3700            for (size_t nextNode: equalNodes)
3701                gcMap[nextNode] = color;
3702            // update SDO for node
3703            bool colorExists = false;
3704            for (size_t node: equalNodes)
3705            {
3706                for (size_t nb: interGraph[node])
3707                    if (gcMap[nb] == color)
3708                    {
3709                        colorExists = true;
3710                        break;
3711                    }
3712                if (!colorExists)
3713                    sdoCounts[node]++;
3714            }
3715            // update SDO for neighbors
3716            for (size_t node: equalNodes)
3717                for (size_t nb: interGraph[node])
3718                {
3719                    colorExists = false;
3720                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3721                        if (gcMap[nb2] == color)
3722                        {
3723                            colorExists = true;
3724                            break;
3725                        }
3726                    if (!colorExists)
3727                    {
3728                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3729                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3730                        sdoCounts[nb]++;
3731                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3732                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3733                    }
3734                }
3735           
3736            for (size_t nextNode: equalNodes)
3737                gcMap[nextNode] = color;
3738        }
3739    }
3740}
3741
3742void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3743{
3744    // before any operation, clear all
3745    codeBlocks.clear();
3746    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3747    {
3748        vregIndexMaps[i].clear();
3749        interGraphs[i].clear();
3750        linearDepMaps[i].clear();
3751        equalToDepMaps[i].clear();
3752        graphColorMaps[i].clear();
3753        equalSetMaps[i].clear();
3754        equalSetLists[i].clear();
3755    }
3756    ssaReplacesMap.clear();
3757    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3758    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3759   
3760    // set up
3761    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3762    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3763    createSSAData(*section.usageHandler);
3764    applySSAReplaces();
3765    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3766    colorInterferenceGraph();
3767}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.