source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3983

Last change on this file since 3983 was 3983, checked in by matszpk, 12 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Small fix in collecting changedRegVars.

File size: 149.6 KB
Line 
1/*
2 *  CLRadeonExtender - Unofficial OpenCL Radeon Extensions Library
3 *  Copyright (C) 2014-2018 Mateusz Szpakowski
4 *
5 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
6 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 *  License as published by the Free Software Foundation; either
8 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9 *
10 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 *  Lesser General Public License for more details.
14 *
15 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
17 *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20#include <CLRX/Config.h>
21#include <iostream>
22#include <stack>
23#include <deque>
24#include <vector>
25#include <utility>
26#include <unordered_set>
27#include <map>
28#include <set>
29#include <unordered_map>
30#include <algorithm>
31#include <CLRX/utils/Utilities.h>
32#include <CLRX/utils/Containers.h>
33#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
34#include "AsmInternals.h"
35
36using namespace CLRX;
37
38typedef AsmRegAllocator::CodeBlock CodeBlock;
39typedef AsmRegAllocator::NextBlock NextBlock;
40typedef AsmRegAllocator::SSAInfo SSAInfo;
41typedef std::pair<const AsmSingleVReg, SSAInfo> SSAEntry;
42
43ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
44            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
45            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
46            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
47{ }
48
49ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
50{ }
51
52void ISAUsageHandler::rewind()
53{
54    readOffset = instrStructPos = 0;
55    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
56    useRegMode = false;
57    pushedArgs = 0;
58    skipBytesInInstrStruct();
59}
60
61void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
62{
63    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
64    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
65        readOffset += defaultInstrSize;
66    argPos = 0;
67    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
68        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
69        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
70    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
71}
72
73void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
74{
75    if (lastOffset != offset)
76    {
77        flush(); // flush before new instruction
78        // useReg immediately before instruction regusages
79        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
80        if (lastOffset > offset)
81            throw AsmException("Offset before previous instruction");
82        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
83            throw AsmException("Offset between previous instruction");
84        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
85                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
86        while (toSkip > 0)
87        {
88            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
89            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
90            toSkip -= skipped;
91        }
92        lastOffset = offset;
93        argFlags = 0;
94        pushedArgs = 0;
95    } 
96}
97
98void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
99{
100    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
101        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
102    else // otherwise
103        putSpace(rvu.offset);
104    useRegMode = false;
105    if (rvu.regVar != nullptr)
106    {
107        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
108        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
109            rvu.rwFlags, rvu.align });
110    }
111    else // reg usages
112        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
113                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
114    pushedArgs++;
115}
116
117void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
118{
119    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
120        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
121    else // otherwise
122        putSpace(rvu.offset);
123    useRegMode = true;
124    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
125    {
126        argFlags = 0;
127        pushedArgs = 0;
128        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
129        instrStruct.push_back(0);
130    }
131    if (rvu.regVar != nullptr)
132    {
133        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
134        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
135            rvu.rwFlags, rvu.align });
136    }
137    else // reg usages
138        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
139    pushedArgs++;
140    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
141    {
142        instrStruct.push_back(argFlags);
143        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
144        argFlags = 0;
145    }
146}
147
148void ISAUsageHandler::flush()
149{
150    if (pushedArgs != 0)
151    {
152        if (!useRegMode)
153        {
154            // normal regvarusages
155            instrStruct.push_back(argFlags);
156            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
157                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
158            else // reg usages
159                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
160        }
161        else
162        {
163            // use reg regvarusages
164            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
165                instrStruct.push_back(argFlags);
166            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
167        }
168    }
169}
170
171AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
172{
173    if (!isNext)
174        throw AsmException("No reg usage in this code");
175    AsmRegVarUsage rvu;
176    // get regvarusage
177    bool lastRegUsage = false;
178    rvu.offset = readOffset;
179    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
180    {
181        // useRegMode (begin fetching useregs)
182        useRegMode = true;
183        argPos = 0;
184        instrStructPos++;
185        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
186        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
187        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
188    }
189    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
190   
191    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
192    {
193        // regvar usage
194        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
195        rvu.regVar = inRVU.regVar;
196        rvu.rstart = inRVU.rstart;
197        rvu.rend = inRVU.rend;
198        rvu.regField = inRVU.regField;
199        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
200        rvu.align = inRVU.align;
201        if (!useRegMode)
202            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
203    }
204    else if (!useRegMode)
205    {
206        // simple reg usage
207        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
208        rvu.regVar = nullptr;
209        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
210                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
211        rvu.rstart = regPair.first;
212        rvu.rend = regPair.second;
213        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
214        rvu.regField = inRU.regField;
215        rvu.align = 0;
216        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
217    }
218    else
219    {
220        // use reg (simple reg usage, second structure)
221        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
222        rvu.regVar = nullptr;
223        rvu.rstart = inRU.rstart;
224        rvu.rend = inRU.rend;
225        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
226        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
227        rvu.align = 0;
228    }
229    argPos++;
230    if (useRegMode)
231    {
232        // if inside useregs
233        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
234        {
235            instrStructPos++; // end
236            skipBytesInInstrStruct();
237            useRegMode = false;
238        }
239        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
240        {
241            instrStructPos++;
242            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
243        }
244    }
245    // after instr
246    if (lastRegUsage)
247    {
248        instrStructPos++;
249        skipBytesInInstrStruct();
250    }
251    return rvu;
252}
253
254AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
255{ }
256
257static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
258                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
259{ return c1.start < c2.start; }
260
261static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
262                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
263{ return c1.end < c2.end; }
264
265void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
266             size_t codeSize, const cxbyte* code)
267{
268    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
269    if (codeSize == 0)
270        return;
271    std::vector<size_t> splits;
272    std::vector<size_t> codeStarts;
273    std::vector<size_t> codeEnds;
274    codeStarts.push_back(0);
275    codeEnds.push_back(codeSize);
276    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
277    {
278        size_t instrAfter = 0;
279        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
280            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
281            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
282                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
283       
284        switch(entry.type)
285        {
286            case AsmCodeFlowType::START:
287                codeStarts.push_back(entry.offset);
288                break;
289            case AsmCodeFlowType::END:
290                codeEnds.push_back(entry.offset);
291                break;
292            case AsmCodeFlowType::JUMP:
293                splits.push_back(entry.target);
294                codeEnds.push_back(instrAfter);
295                break;
296            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
297                splits.push_back(entry.target);
298                splits.push_back(instrAfter);
299                break;
300            case AsmCodeFlowType::CALL:
301                splits.push_back(entry.target);
302                splits.push_back(instrAfter);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::RETURN:
305                codeEnds.push_back(instrAfter);
306                break;
307            default:
308                break;
309        }
310    }
311    std::sort(splits.begin(), splits.end());
312    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
313    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
314    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
315    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
316    size_t i = 0;
317    size_t ii = 0;
318    size_t ei = 0; // codeEnd i
319    while (i < codeStarts.size())
320    {
321        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
322        if (ei < codeEnds.size())
323            ei++;
324        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
325        // skip codeStart to end
326        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
327    }
328    codeStarts.resize(ii);
329    // add next codeStarts
330    auto splitIt = splits.begin();
331    for (size_t codeEnd: codeEnds)
332    {
333        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
334        if (it != splits.end())
335        {
336            codeStarts.push_back(*it);
337            splitIt = it;
338        }
339        else // if end
340            break;
341    }
342   
343    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
344    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
345                codeStarts.begin());
346    // divide to blocks
347    splitIt = splits.begin();
348    for (size_t codeStart: codeStarts)
349    {
350        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
351        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
352       
353        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
354            ++splitIt; // skip split in codeStart
355       
356        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
357        {
358            size_t end = codeEnd;
359            if (splitIt != splits.end())
360            {
361                end = std::min(end, *splitIt);
362                ++splitIt;
363            }
364            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
365            start = end;
366        }
367    }
368    // force empty block at end if some jumps goes to its
369    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
370        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
371        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
372                             false, false, false });
373   
374    // construct flow-graph
375    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
376        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
377            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
378        {
379            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
380            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
381                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
382           
383            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
384                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
385                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
386            else // return
387            {
388                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
389                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
390                // if block have return
391                if (it != codeBlocks.end())
392                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
393                continue;
394            }
395           
396            if (it == codeBlocks.end())
397                continue; // error!
398            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
399                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
400            auto curIt = it2;
401            --curIt;
402           
403            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
404                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
405            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
406            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
407                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
408            {
409                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
410                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
411                    // add next next block (only for cond jump)
412                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
413            }
414            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
415                curIt->haveEnd = true; // set end
416        }
417    // force haveEnd for block with cf_end
418    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
419        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
420        {
421            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
422                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
423            if (it != codeBlocks.end())
424                it->haveEnd = true;
425        }
426   
427    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
428        codeBlocks.back().haveEnd = true;
429   
430    // reduce nexts
431    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
432    {
433        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
434        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
435                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
436                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
437                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
438        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
439                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
440                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
441        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
442    }
443}
444
445/** Simple cache **/
446
447template<typename K, typename V>
448class CLRX_INTERNAL SimpleCache
449{
450private:
451    struct Entry
452    {
453        size_t sortedPos;
454        size_t usage;
455        V value;
456    };
457   
458    size_t totalWeight;
459    size_t maxWeight;
460   
461    typedef typename std::unordered_map<K, Entry>::iterator EntryMapIt;
462    // sorted entries - sorted by usage
463    std::vector<EntryMapIt> sortedEntries;
464    std::unordered_map<K, Entry> entryMap;
465   
466    void updateInSortedEntries(EntryMapIt it)
467    {
468        const size_t curPos = it->second.sortedPos;
469        if (curPos == 0)
470            return; // first position
471        if (sortedEntries[curPos-1]->second.usage < it->second.usage &&
472            (curPos==1 || sortedEntries[curPos-2]->second.usage >= it->second.usage))
473        {
474            //std::cout << "fast path" << std::endl;
475            std::swap(sortedEntries[curPos-1]->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
476            std::swap(sortedEntries[curPos-1], sortedEntries[curPos]);
477            return;
478        }
479        //std::cout << "slow path" << std::endl;
480        auto fit = std::upper_bound(sortedEntries.begin(),
481            sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos, it,
482            [](EntryMapIt it1, EntryMapIt it2)
483            { return it1->second.usage > it2->second.usage; });
484        if (fit != sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos)
485        {
486            const size_t curPos = it->second.sortedPos;
487            std::swap((*fit)->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
488            std::swap(*fit, sortedEntries[curPos]);
489        }
490    }
491   
492    void insertToSortedEntries(EntryMapIt it)
493    {
494        it->second.sortedPos = sortedEntries.size();
495        sortedEntries.push_back(it);
496    }
497   
498    void removeFromSortedEntries(size_t pos)
499    {
500        // update later element positioning
501        for (size_t i = pos+1; i < sortedEntries.size(); i++)
502            (sortedEntries[i]->second.sortedPos)--;
503        sortedEntries.erase(sortedEntries.begin() + pos);
504    }
505   
506public:
507    explicit SimpleCache(size_t _maxWeight) : totalWeight(0), maxWeight(_maxWeight)
508    { }
509   
510    // use key - get value
511    V* use(const K& key)
512    {
513        auto it = entryMap.find(key);
514        if (it != entryMap.end())
515        {
516            it->second.usage++;
517            updateInSortedEntries(it);
518            return &(it->second.value);
519        }
520        return nullptr;
521    }
522   
523    bool hasKey(const K& key)
524    { return entryMap.find(key) != entryMap.end(); }
525   
526    // put value
527    void put(const K& key, const V& value)
528    {
529        auto res = entryMap.insert({ key, Entry{ 0, 0, value } });
530        if (!res.second)
531        {
532            removeFromSortedEntries(res.first->second.sortedPos); // remove old value
533            // update value
534            totalWeight -= res.first->second.value.weight();
535            res.first->second = Entry{ 0, 0, value };
536        }
537        const size_t elemWeight = value.weight();
538       
539        // correct max weight if element have greater weight
540        if (elemWeight > maxWeight)
541            maxWeight = elemWeight<<1;
542       
543        while (totalWeight+elemWeight > maxWeight)
544        {
545            // remove min usage element
546            auto minUsageIt = sortedEntries.back();
547            sortedEntries.pop_back();
548            totalWeight -= minUsageIt->second.value.weight();
549            entryMap.erase(minUsageIt);
550        }
551       
552        insertToSortedEntries(res.first); // new entry in sorted entries
553       
554        totalWeight += elemWeight;
555    }
556};
557
558
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    std::vector<size_t> recurChangedVarBlocks;
699    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
700};
701
702struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
703{
704    BlockIndex blockIndex;
705    size_t nextIndex;
706};
707
708struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry3
709{
710    size_t blockIndex;
711    size_t nextIndex;
712    bool isCall;
713    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
714};
715
716// for recursion finding collecting regvars changed in recursions
717struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry4
718{
719    size_t blockIndex;
720    size_t nextIndex;
721    bool isCall;
722    bool haveReturn;
723    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changedVars;
724};
725
726
727struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
728{
729    BlockIndex callBlock; // index
730    size_t callNextIndex; // index of call next
731    BlockIndex routineBlock;    // routine block
732};
733
734typedef std::unordered_map<BlockIndex, RoutineData> RoutineMap;
735
736class CLRX_INTERNAL ResSecondPointsToCache: public CBlockBitPool
737{
738public:
739    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : CBlockBitPool(n<<1, false)
740    { }
741   
742    void increase(BlockIndex ip)
743    {
744        const size_t i = ip.index + (ip.pass ? (size()>>2) : 0);
745        if ((*this)[i<<1])
746            (*this)[(i<<1)+1] = true;
747        else
748            (*this)[i<<1] = true;
749    }
750   
751    cxuint count(BlockIndex ip) const
752    {
753        const size_t i = ip.index + (ip.pass ? (size()>>2) : 0);
754        return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1];
755    }
756};
757
758typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
759typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
760
761static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
762              size_t origId, size_t destId)
763{
764    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
765    res.first->second.insertValue({ origId, destId });
766}
767
768/* caching concepts:
769 * resfirstPointsCache - cache of the ways that goes to conflict which should be resolved
770 *               from first code block of the code. The entries holds a stackVarMap state
771 *               to first point the conflict (first visited already code block)
772 * resSecondPointsCache - cache of the tree traversing, starting at the first conflict
773 *               point (first visited code block). Entries holds a
774 *               regvars SSAId read before write (that should resolved)
775 */
776
777static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
778            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
779            std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex>& alreadyReadMap,
780            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
781            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
782{
783    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
784    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
785   
786    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
787    {
788        if (cacheSecPoints != nullptr)
789        {
790            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
791            if (!res.second)
792                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
793        }
794       
795        if (stackVarMap != nullptr)
796        {
797           
798            // resolve conflict for this variable ssaId>.
799            // only if in previous block previous SSAID is
800            // read before all writes
801            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
802           
803            if (it != stackVarMap->end())
804            {
805                // found, resolve by set ssaIdLast
806                for (size_t ssaId: it->second)
807                {
808                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
809                    {
810                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
811                            sentry.first.index  << ": " <<
812                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
813                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
814                                    sinfo.ssaIdBefore);
815                    }
816                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
817                    {
818                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
819                            sentry.first.index  << ": " <<
820                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
821                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
822                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
823                    }
824                    /*else
825                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
826                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
827                }
828            }
829        }
830    }
831}
832
833typedef std::unordered_map<BlockIndex, std::pair<BlockIndex, size_t> > PrevWaysIndexMap;
834
835// use res second point cache entry to resolve conflict with SSAIds.
836// it emits SSA replaces from these conflicts
837static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
838        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
839        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex>& alreadyReadMap,
840        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, BlockIndex nextBlock,
841        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
842{
843    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
844            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
845    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
846    {
847        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
848        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
849        {
850            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
851            if (!res.second)
852                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
853                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
854        }
855       
856        if (stackVarMap != nullptr)
857        {
858            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
859           
860            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
861            {
862                // found, resolve by set ssaIdLast
863                for (size_t ssaId: it->second)
864                {
865                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
866                    {
867                        if (ssaId > secSSAId)
868                        {
869                            std::cout << "  insertreplace: " <<
870                                sentry.first.regVar << ":" <<
871                                sentry.first.index  << ": " <<
872                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
873                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
874                        }
875                        else if (ssaId < secSSAId)
876                        {
877                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
878                                sentry.first.regVar << ":" <<
879                                sentry.first.index  << ": " <<
880                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
881                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
882                        }
883                        /*else
884                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
885                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
886                    }
887                }
888            }
889        }
890    }
891}
892
893// add new res second cache entry with readBeforeWrite for all encountered regvars
894static void addResSecCacheEntry(const RoutineMap& routineMap,
895                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
896                SimpleCache<BlockIndex, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
897                BlockIndex nextBlock)
898{
899    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
900    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
901    // traverse by graph from next block
902    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
903    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
904    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
905   
906    std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex> alreadyReadMap;
907   
908    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
909   
910    while (!flowStack.empty())
911    {
912        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
913        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
914       
915        if (entry.nextIndex == 0)
916        {
917            // process current block
918            if (!visited[entry.blockIndex])
919            {
920                visited[entry.blockIndex] = true;
921                std::cout << "  resolv (cache): " << entry.blockIndex << std::endl;
922               
923                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
924                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
925                if (resSecondPoints == nullptr)
926                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
927                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
928                                alreadyReadMap, entry, sentry,
929                                &cacheSecPoints);
930                else // to use cache
931                {
932                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
933                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
934                    flowStack.pop_back();
935                    continue;
936                }
937            }
938            else
939            {
940                // back, already visited
941                std::cout << "resolv already (cache): " << entry.blockIndex << std::endl;
942                flowStack.pop_back();
943                continue;
944            }
945        }
946       
947        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
948        {
949            flowStack.push_back({ { cblock.nexts[entry.nextIndex].block,
950                    entry.blockIndex.pass }, 0 });
951            entry.nextIndex++;
952        }
953        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
954                // if have any call then go to next block
955                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
956                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
957        {
958            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
959            for (const auto& next: cblock.nexts)
960                if (next.isCall)
961                {
962                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
963                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
964                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
965                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
966                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
967                }
968           
969            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
970            entry.nextIndex++;
971        }
972        else // back
973        {
974            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
975            // before write (can be different due to earlier visit)
976            for (const auto& next: cblock.nexts)
977                if (next.isCall)
978                {
979                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
980                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
981                    {
982                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
983                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
984                            alreadyReadMap.erase(it);
985                    }
986                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
987                    {
988                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
989                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
990                            alreadyReadMap.erase(it);
991                    }
992                }
993           
994            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
995            {
996                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
997                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
998                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
999                    // before write (can be different due to earlier visit)
1000                    alreadyReadMap.erase(it);
1001            }
1002            std::cout << "  popresolv (cache)" << std::endl;
1003            flowStack.pop_back();
1004        }
1005    }
1006   
1007    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1008}
1009
1010// apply calls (changes from these calls) from code blocks to stack var map
1011static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock, const RoutineMap& routineMap,
1012        LastSSAIdMap& stackVarMap, BlockIndex blockIndex, size_t nextIndex)
1013{
1014    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1015        if (next.isCall)
1016        {
1017            const LastSSAIdMap& regVarMap =
1018                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
1019            for (const auto& sentry: regVarMap)
1020                stackVarMap[sentry.first].clear(); // clearing
1021        }
1022   
1023    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1024        if (next.isCall)
1025        {
1026            std::cout << "  applycall: " << blockIndex << ": " <<
1027                    nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
1028            const LastSSAIdMap& regVarMap =
1029                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
1030            for (const auto& sentry: regVarMap)
1031                for (size_t s: sentry.second)
1032                    stackVarMap.insertSSAId(sentry.first, s);
1033        }
1034}
1035
1036
1037// main routine to resilve SSA conflicts in code
1038// it emits SSA replaces from these conflicts
1039static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
1040        const RoutineMap& routineMap, const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1041        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
1042        const CBlockBitPool& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
1043        SimpleCache<BlockIndex, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
1044        SimpleCache<BlockIndex, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
1045        SSAReplacesMap& replacesMap)
1046{
1047    BlockIndex nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
1048    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
1049    --pfEnd;
1050    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
1051    LastSSAIdMap stackVarMap;
1052   
1053    size_t pfStartIndex = 0;
1054    {
1055        auto pfPrev = pfEnd;
1056        --pfPrev;
1057        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
1058        if (it != prevWaysIndexMap.end())
1059        {
1060            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
1061            if (cached!=nullptr)
1062            {
1063                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
1064                        it->second.second << std::endl;
1065                stackVarMap = *cached;
1066                pfStartIndex = it->second.second+1;
1067               
1068                // apply missing calls at end of the cached
1069                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first.index];
1070               
1071                const FlowStackEntry2& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
1072                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1073                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap, -1, -1);
1074            }
1075        }
1076    }
1077   
1078    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
1079    {
1080        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
1081        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
1082        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1083        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1084        {
1085            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1086            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1087                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
1088        }
1089        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1090            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1091                        entry.blockIndex, entry.nextIndex);
1092       
1093        // put to first point cache
1094        if (waysToCache[pfit->blockIndex] &&
1095            !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1096        {
1097            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
1098            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1099        }
1100    }
1101   
1102    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
1103    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1104                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1105   
1106    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
1107    // traverse by graph from next block
1108    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1109    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1110    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
1111   
1112    // already read in current path
1113    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1114    std::unordered_map<AsmSingleVReg, BlockIndex> alreadyReadMap;
1115   
1116    while (!flowStack.empty())
1117    {
1118        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1119        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1120       
1121        if (entry.nextIndex == 0)
1122        {
1123            // process current block
1124            if (!visited[entry.blockIndex])
1125            {
1126                visited[entry.blockIndex] = true;
1127                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1128               
1129                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1130                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1131                if (resSecondPoints == nullptr)
1132                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1133                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1134                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1135                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1136                else // to use cache
1137                {
1138                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1139                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1140                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1141                    flowStack.pop_back();
1142                    continue;
1143                }
1144            }
1145            else
1146            {
1147                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1148                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1149                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1150                // back, already visited
1151                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1152                flowStack.pop_back();
1153                continue;
1154            }
1155        }
1156       
1157        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1158        {
1159            flowStack.push_back({ { cblock.nexts[entry.nextIndex].block,
1160                        entry.blockIndex.pass }, 0 });
1161            entry.nextIndex++;
1162        }
1163        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1164                // if have any call then go to next block
1165                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1166                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1167        {
1168            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1169            for (const auto& next: cblock.nexts)
1170                if (next.isCall)
1171                {
1172                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1173                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1174                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1175                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1176                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1177                }
1178           
1179            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1180            entry.nextIndex++;
1181        }
1182        else // back
1183        {
1184            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1185            // before write (can be different due to earlier visit)
1186            for (const auto& next: cblock.nexts)
1187                if (next.isCall)
1188                {
1189                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1190                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1191                    {
1192                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1193                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1194                            alreadyReadMap.erase(it);
1195                    }
1196                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1197                    {
1198                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1199                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1200                            alreadyReadMap.erase(it);
1201                    }
1202                }
1203           
1204            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1205            {
1206                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1207                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1208                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1209                    // before write (can be different due to earlier visit)
1210                    alreadyReadMap.erase(it);
1211            }
1212            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1213           
1214            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1215                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1216                // add to cache
1217                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1218                            entry.blockIndex);
1219           
1220            flowStack.pop_back();
1221        }
1222    }
1223   
1224    if (toCache)
1225        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1226}
1227
1228// join ret SSAId Map - src - last SSAIdMap from called routine
1229static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1230                BlockIndex routineBlock)
1231{
1232    for (const auto& entry: src)
1233    {
1234        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1235                cxuint(entry.first.index) << ":";
1236        for (size_t v: entry.second)
1237            std::cout << " " << v;
1238        std::cout << std::endl;
1239        // insert if not inserted
1240        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1241        if (res.second)
1242            continue; // added new
1243        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1244        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1245        // add new ways
1246        for (size_t ssaId: entry.second)
1247            destEntry.insertValue(ssaId);
1248        std::cout << "    :";
1249        for (size_t v: destEntry)
1250            std::cout << " " << v;
1251        std::cout << std::endl;
1252    }
1253}
1254
1255// simple join last ssaid map
1256static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1257{
1258    for (const auto& entry: src)
1259    {
1260        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1261                cxuint(entry.first.index) << ":";
1262        for (size_t v: entry.second)
1263            std::cout << " " << v;
1264        std::cout << std::endl;
1265        auto res = dest.insert(entry); // find
1266        if (res.second)
1267            continue; // added new
1268        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1269        // add new ways
1270        for (size_t ssaId: entry.second)
1271            destEntry.insertValue(ssaId);
1272        std::cout << "    :";
1273        for (size_t v: destEntry)
1274            std::cout << " " << v;
1275        std::cout << std::endl;
1276    }
1277}
1278
1279// join last SSAIdMap of the routine including later routine call
1280// dest - dest last SSAId map, src - source lastSSAIdMap
1281// laterRdatas - data of subroutine/routine exeuted after src lastSSAIdMap state
1282static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1283                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1284                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1285{
1286    for (const auto& entry: src)
1287    {
1288        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1289        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1290        {
1291            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1292            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1293            {
1294                // if found in last ssa ID map,
1295                // but has first value (some way do not change SSAId)
1296                // then pass to add new ssaIds before this point
1297                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1298                    continue; // otherwise, skip
1299            }
1300        }
1301        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1302                cxuint(entry.first.index) << ":";
1303        for (size_t v: entry.second)
1304            std::cout << " " << v;
1305        std::cout << std::endl;
1306        auto res = dest.insert(entry); // find
1307        if (res.second)
1308            continue; // added new
1309        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1310        // add new ways
1311        for (size_t ssaId: entry.second)
1312            destEntry.insertValue(ssaId);
1313        std::cout << "    :";
1314        for (size_t v: destEntry)
1315            std::cout << " " << v;
1316        std::cout << std::endl;
1317    }
1318    if (!loop) // do not if loop
1319        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1320}
1321
1322static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1323                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1324{
1325    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1326}
1327
1328
1329// join routine data from child call with data from parent routine
1330// (just join child call from parent)
1331static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src,
1332            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1333            bool notFirstReturn)
1334{
1335    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1336    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1337    dest.origRbwSSAIdMap.insert(src.origRbwSSAIdMap.begin(), src.origRbwSSAIdMap.end());
1338   
1339    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1340   
1341    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1342    {
1343        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1344                cxuint(entry.first.index) << ":";
1345        for (size_t v: entry.second)
1346            std::cout << " " << v;
1347        std::cout << std::endl;
1348        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1349        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1350       
1351        if (!res.second)
1352        {
1353            // add new ways
1354            for (size_t ssaId: entry.second)
1355                destEntry.insertValue(ssaId);
1356        }
1357        else if (notFirstReturn)
1358        {
1359            auto csit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1360            // insert to lastSSAIdMap if no ssaIds for regvar in lastSSAIdMap
1361            dest.lastSSAIdMap.insert({ entry.first,
1362                        { (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 1)-1 } });
1363        }
1364       
1365        std::cout << "    :";
1366        for (size_t v: destEntry)
1367            std::cout << " " << v;
1368        std::cout << std::endl;
1369    }
1370}
1371
1372// reduce retSSAIds for calls (for all read before write SSAIds for current code block)
1373static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1374            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1375            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, RoutineMap& routineMap,
1376            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1377{
1378    if (retSSAIdMap.empty())
1379        return;
1380    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1381    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1382    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1383    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1384    // collect rbw SSAIds
1385    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1386        if (next.isCall)
1387        {
1388            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1389            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1390                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1391           
1392        }
1393    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1394        if (next.isCall)
1395        {
1396            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1397            // add changed
1398            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1399                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1400                    changed.insert(lentry.first);
1401        }
1402   
1403    // reduce SSAIds
1404    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1405    {
1406        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1407        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1408        {
1409            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1410            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1411            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1412            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1413            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1414           
1415            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1416            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1417                        outSSAIds.begin());
1418            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1419            if (outSSAIds.size() >= 2)
1420            {
1421                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1422                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1423               
1424                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1425                        rentry.first.index << std::endl;
1426            }
1427           
1428            for (BlockIndex rblock: rentry.second.routines)
1429                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1430                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1431            reduced.insert(rentry.first);
1432        }
1433    }
1434    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1435        retSSAIdMap.erase(vreg);
1436    reduced.clear();
1437       
1438    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1439    {
1440        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1441        if (rit != retSSAIdMap.end())
1442        {
1443            // if modified
1444            // put before removing to revert for other ways after calls
1445            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1446            if (res.second)
1447                res.first->second = rit->second;
1448            // just remove, if some change without read before
1449            retSSAIdMap.erase(rit);
1450        }
1451    }
1452}
1453
1454static void reduceSSAIds2(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1455            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, const SSAEntry& ssaEntry)
1456{
1457    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1458    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1459    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1460    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1461    {
1462        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1463        ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1464        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1465    }
1466    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1467    {
1468        // put before removing to revert for other ways after calls
1469        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1470        if (res.second)
1471            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1472        // just remove, if some change without read before
1473        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1474    }
1475}
1476
1477// reduce retSSAIds (last SSAIds for regvar) while passing by code block
1478// and emits SSA replaces for these ssaids
1479static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1480            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, RoutineMap& routineMap,
1481            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1482{
1483    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1484    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1485    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1486    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1487    {
1488        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1489       
1490        if (sinfo.ssaId != SIZE_MAX)
1491        {
1492            VectorSet<size_t> outSSAIds = ssaIds;
1493            outSSAIds.insertValue(ssaId-1); // ???
1494            // already set
1495            if (outSSAIds.size() >= 1)
1496            {
1497                // reduce to minimal ssaId from all calls
1498                std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1499                outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1500                            outSSAIds.begin());
1501                // insert SSA replaces
1502                if (outSSAIds.size() >= 2)
1503                {
1504                    size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1505                    for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1506                        insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1507                }
1508            }
1509        }
1510        else if (ssaIds.size() >= 2)
1511        {
1512            // reduce to minimal ssaId from all calls
1513            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1514            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1515            // insert SSA replaces
1516            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1517            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1518                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1519            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1520        }
1521        else if (ssaIds.size() == 1)
1522            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1523       
1524        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1525                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1526        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1527        // reduce SSAIds replaces
1528        for (BlockIndex rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1529        {
1530            RoutineData& rdata = routineMap.find(rblock)->second;
1531            size_t rbwRetSSAId = SIZE_MAX;
1532            auto rbwIt = rdata.rbwSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1533            auto rlsit = rdata.lastSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1534            if (rbwIt != rdata.rbwSSAIdMap.end() && rlsit->second.hasValue(rbwIt->second))
1535                rbwRetSSAId = rbwIt->second;
1536            rlsit->second = VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1537            if (rbwRetSSAId != SIZE_MAX)
1538            {
1539                std::cout << "  keep retSSAId rbw: " << rbwRetSSAId << std::endl;
1540                // add retSSAId without changes (in way without regvar changes)
1541                rlsit->second.insertValue(rbwRetSSAId);
1542            }
1543        }
1544        // finally remove from container (because obsolete)
1545        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1546        return true;
1547    }
1548    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1549    {
1550        // put before removing to revert for other ways after calls
1551        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1552        if (res.second)
1553            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1554        // just remove, if some change without read before
1555        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1556    }
1557    return false;
1558}
1559
1560// update single current SSAId for routine and optionally lastSSAIdMap if returns
1561// has been encountered but not regvar
1562static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1563                size_t prevSSAId)
1564{
1565    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1566    bool beforeFirstAccess = true;
1567    // put first SSAId before write
1568    if (sinfo.readBeforeWrite)
1569    {
1570        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1571        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1572            // if already added
1573            beforeFirstAccess = false;
1574       
1575        rdata.origRbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first,
1576                        ssaEntry.second.ssaIdBefore }).second;
1577    }
1578   
1579    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1580    {
1581        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1582        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1583        // put last SSAId
1584        if (!res.second)
1585        {
1586            beforeFirstAccess = false;
1587            // if not inserted
1588            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1589            ssaIds.clear(); // clear all ssaIds in currentSSAID entry
1590            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1591        }
1592        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1593        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1594        {
1595            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1596            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1597                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1598        }
1599    }
1600    else
1601    {
1602        // insert read ssaid if no change
1603        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1604        if (!res.second)
1605        {
1606            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1607            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1608        }
1609    }
1610}
1611
1612static void initializePrevRetSSAIds(
1613            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1614            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1615            FlowStackEntry& entry)
1616{
1617    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1618    {
1619        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1620        if (!res.second)
1621            continue; // already added, do not change
1622        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1623        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1624            res.first->second = rfit->second;
1625       
1626        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1627        res.first->second.prevSSAId = (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 1);
1628    }
1629}
1630
1631// revert retSSAIdMap while leaving from code block
1632static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1633            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1634{
1635    // revert retSSAIdMap
1636    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1637    {
1638        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1639        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1640        {
1641            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1642            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1643                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1644        }
1645       
1646        if (!v.second.ssaIds.empty())
1647        {
1648            // just add if previously present
1649            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1650                rfit->second = v.second;
1651            else
1652                retSSAIdMap.insert(v);
1653        }
1654        else // erase if empty
1655            retSSAIdMap.erase(v.first);
1656       
1657        size_t oldSSAId = curSSAIdMap[v.first]-1;
1658        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1659        if (rdata!=nullptr)
1660        {
1661            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1662            ssaIds.eraseValue(oldSSAId); // ??? need extra constraints
1663            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1664                ssaIds.insertValue(ssaId);
1665            if (v.second.ssaIds.empty())
1666            {
1667                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1668                ssaIds.insertValue((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1);
1669            }
1670           
1671            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1672                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1673            for (size_t v: ssaIds)
1674                std::cout << " " << v;
1675            std::cout << std::endl;
1676        }
1677    }
1678}
1679
1680// update current SSAId in curSSAIdMap for routine while leaving from code block
1681static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1682            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1683{
1684    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1685    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1686                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1687    for (size_t v: ssaIds)
1688        std::cout << " " << v;
1689    std::cout << std::endl;
1690   
1691    // if cblock with some children
1692    if (nextSSAId != curSSAId)
1693        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1694   
1695    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1696    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1697   
1698    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1699                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1700    for (size_t v: ssaIds)
1701        std::cout << " " << v;
1702    std::cout << std::endl;
1703}
1704
1705static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, BlockIndex routineBlock,
1706                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1707{
1708    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1709    {
1710        // handle loops
1711        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1712        // add to routine data loopEnds
1713        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1714        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1715        {
1716            if (!loopsit2->second.passed)
1717                // still in loop join ssaid map
1718                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1719        }
1720        else
1721            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1722        return true;
1723    }
1724    return false;
1725}
1726
1727
1728static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1729        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1730        const std::unordered_set<BlockIndex>& loopBlocks,
1731        const std::unordered_set<BlockIndex>& callBlocks,
1732        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1733        SimpleCache<BlockIndex, RoutineData>& subroutinesCache,
1734        const RoutineMap& routineMap, RoutineData& rdata,
1735        BlockIndex routineBlock, bool noMainLoop = false,
1736        const CBlockBitPool& prevFlowStackBlocks = {})
1737{
1738    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1739    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
1740    CBlockBitPool haveReturnBlocks(codeBlocks.size(), false);
1741   
1742    VectorSet<BlockIndex> activeLoops;
1743    SubrLoopsMap subrLoopsMap;
1744    SubrLoopsMap loopSubrsMap;
1745    RoutineMap subrDataForLoopMap;
1746    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1747    CBlockBitPool flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1748    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1749        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1750    // last SSA ids map from returns
1751    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1752    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1753    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1754   
1755   
1756    while (!flowStack.empty())
1757    {
1758        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1759        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
1760       
1761        /*std::cout << ":: rdata.curSSAIdMap #" << entry.blockIndex << "\n";
1762        for (const auto& v: rdata.curSSAIdMap)
1763        {
1764            std::cout << "  :: " << v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1765            for (size_t ssaId: v.second)
1766                std::cout << " " << ssaId;
1767            std::cout << "\n";
1768        }*/
1769       
1770        auto addSubroutine = [&](
1771            std::unordered_map<BlockIndex, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1772            bool applyToMainRoutine)
1773        {
1774            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1775            {
1776                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1777                if (applyToMainRoutine &&
1778                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1779                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1780                {
1781                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1782                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1783                                        *subRdata, true);
1784                }
1785                return;
1786            }
1787           
1788            RoutineData subrData;
1789            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1790            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1791            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, callBlocks,
1792                    subroutToCache, subroutinesCache, routineMap, subrData,
1793                    entry.blockIndex, true, flowStackBlocks);
1794            RoutineData subrDataCopy;
1795            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1796           
1797            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1798            {   // leave from loop point
1799                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1800                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1801                {
1802                    subrDataCopy = subrData;
1803                    subrDataForLoopMap.insert({ entry.blockIndex, subrDataCopy });
1804                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1805                            entry.blockIndex << std::endl;
1806                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1807                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1808                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1809                    if (applyToMainRoutine)
1810                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1811                                        subrDataCopy, true);
1812                }
1813            }
1814           
1815            // apply loop to subroutines
1816            auto it = loopSubrsMap.find(entry.blockIndex);
1817            if (it != loopSubrsMap.end())
1818            {
1819                std::cout << "    found loopsubrsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1820                for (BlockIndex subr: it->second)
1821                {
1822                    std::cout << " " << subr;
1823                    RoutineData* subrData2 = subroutinesCache.use(subr);
1824                    if (subrData2 == nullptr)
1825                        continue;
1826                    RoutineData subrData2Copy = *subrData2;
1827                    std::cout << "*";
1828                    joinLastSSAIdMap(subrData2Copy.lastSSAIdMap,
1829                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrDataCopy, false);
1830                    // reinsert subroutine into subroutine cache
1831                    subrData2Copy.calculateWeight();
1832                    subroutinesCache.put(subr, subrData2Copy);
1833                }
1834                std::cout << "\n";
1835            }
1836            // apply loops to this subroutine
1837            auto it2 = subrLoopsMap.find(entry.blockIndex);
1838            if (it2 != subrLoopsMap.end())
1839            {
1840                std::cout << "    found subrloopsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1841                for (auto lit2 = it2->second.rbegin(); lit2 != it2->second.rend(); ++lit2)
1842                {
1843                    BlockIndex loop = *lit2;
1844                    auto loopsit3 = rdata.loopEnds.find(loop);
1845                    if (loopsit3 == rdata.loopEnds.end() ||
1846                        activeLoops.hasValue(loop))
1847                        continue;
1848                    std::cout << " " << loop;
1849                    auto  itx = subrDataForLoopMap.find(loop);
1850                    if (itx != subrDataForLoopMap.end())
1851                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1852                                loopsit3->second.ssaIdMap, itx->second, false);
1853                }
1854                std::cout << "\n";
1855            }
1856           
1857            subrData.calculateWeight();
1858            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1859        };
1860       
1861        if (entry.nextIndex == 0)
1862        {
1863            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1864           
1865            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1866            {
1867                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1868               
1869                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1870                flowStack.pop_back();
1871                continue;
1872            }
1873           
1874            // process current block
1875            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1876           
1877            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1878            {
1879                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1880                if (cachedRdata == nullptr)
1881                {
1882                    // try in routine map
1883                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1884                    if (rit != routineMap.end())
1885                        cachedRdata = &rit->second;
1886                }
1887                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1888                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1889                {
1890                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1891                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1892                    addSubroutine(loopsit2, false);
1893                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1894                }
1895            }
1896           
1897            if (cachedRdata != nullptr)
1898            {
1899                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1900                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1901                if (visited[entry.blockIndex] && !haveReturnBlocks[entry.blockIndex])
1902                {
1903                    // no joining. no returns
1904                    std::cout << "procretend2 nojoin" << std::endl;
1905                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1906                    flowStack.pop_back();
1907                    continue;
1908                }
1909                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1910                // get not given rdata curSSAIdMap ssaIds but present in cachedRdata
1911                // curSSAIdMap
1912                for (const auto& entry: cachedRdata->curSSAIdMap)
1913                    if (rdata.curSSAIdMap.find(entry.first) == rdata.curSSAIdMap.end())
1914                    {
1915                        auto cit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1916                        size_t prevSSAId = (cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1;
1917                        rdata.curSSAIdMap.insert({ entry.first, { prevSSAId } });
1918                       
1919                        if (rdata.notFirstReturn)
1920                        {
1921                            rdata.lastSSAIdMap.insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1922                            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1923                                loopEnd.second.ssaIdMap.
1924                                        insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1925                        }
1926                    }
1927               
1928                // join loopEnds
1929                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1930                {
1931                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap{} });
1932                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1933                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1934                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1935                }
1936                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1937                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1938                flowStack.pop_back();
1939                // propagate haveReturn to previous block
1940                flowStack.back().haveReturn = true;
1941                haveReturnBlocks[flowStack.back().blockIndex] = true;
1942                continue;
1943            }
1944            else if (!visited[entry.blockIndex])
1945            {
1946                // set up loops for which subroutine is present
1947                if (subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0 && !activeLoops.empty())
1948                {
1949                    subrLoopsMap.insert({ entry.blockIndex, activeLoops });
1950                    for (BlockIndex loop: activeLoops)
1951                    {
1952                        auto res = loopSubrsMap.insert({ loop, { entry.blockIndex } });
1953                        if (!res.second)
1954                            res.first->second.insertValue(entry.blockIndex);
1955                    }
1956                }
1957               
1958                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1959                    activeLoops.insertValue(entry.blockIndex);
1960                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1961                visited[entry.blockIndex] = true;
1962               
1963                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1964                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1965                    {
1966                        reduceSSAIds2(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, ssaEntry);
1967                        // put data to routine data
1968                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1969                       
1970                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1971                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1972                    }
1973            }
1974            else
1975            {
1976                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1977                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1978                flowStack.pop_back();
1979                continue;
1980            }
1981        }
1982       
1983        // join and skip calls
1984        {
1985            std::vector<BlockIndex> calledRoutines;
1986            for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1987                        cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1988            {
1989                BlockIndex rblock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1990                if (callBlocks.find(rblock) != callBlocks.end())
1991                    rblock.pass = 1;
1992                if (rblock != routineBlock)
1993                    calledRoutines.push_back(rblock);
1994            }
1995           
1996            if (!calledRoutines.empty())
1997            {
1998                // toNotClear - regvar to no keep (because is used in called routines)
1999                std::unordered_set<AsmSingleVReg> toNotClear;
2000                // if regvar any called routine (used)
2001                std::unordered_set<AsmSingleVReg> allInCalls;
2002                for (BlockIndex rblock: calledRoutines)
2003                {
2004                    const RoutineData& srcRdata = routineMap.find(rblock)->second;
2005                    // for next recursion pass call - choose origRvwSSAIdMap
2006                    // otherwise - standard rbwSsaIdMap
2007                    const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& srcRbwSSAIdMap =
2008                        (entry.blockIndex.pass == 0 && rblock.pass!=0) ?
2009                        srcRdata.origRbwSSAIdMap : srcRdata.rbwSSAIdMap;
2010                    if (entry.blockIndex.pass == 0 && rblock.pass!=0)
2011                        std::cout << "choose origRbwSSAIdMap: " << rblock << std::endl;
2012                       
2013                    for (const auto& rbw: srcRbwSSAIdMap)
2014                    {
2015                        allInCalls.insert(rbw.first);
2016                        auto lsit = srcRdata.lastSSAIdMap.find(rbw.first);
2017                        if (lsit != srcRdata.lastSSAIdMap.end() &&
2018                             lsit->second.hasValue(rbw.second))
2019                            // if returned not modified, then do not clear this regvar
2020                            toNotClear.insert(rbw.first);
2021                    }
2022                    for (const auto& rbw: srcRdata.lastSSAIdMap)
2023                        allInCalls.insert(rbw.first);
2024                }
2025                for (auto& entry: rdata.curSSAIdMap)
2026                    // if any called routine and if to clear
2027                    if (allInCalls.find(entry.first) != allInCalls.end() &&
2028                        toNotClear.find(entry.first) == toNotClear.end())
2029                        // not found
2030                        entry.second.clear();
2031           
2032                for (BlockIndex rblock: calledRoutines)
2033                    joinRoutineData(rdata, routineMap.find(rblock)->second,
2034                                    curSSAIdMap, rdata.notFirstReturn);
2035            }
2036        }
2037       
2038        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2039        {
2040            const BlockIndex nextBlock = { cblock.nexts[entry.nextIndex].block,
2041                        entry.blockIndex.pass };
2042            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
2043            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
2044            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
2045            entry.nextIndex++;
2046        }
2047        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2048                // if have any call then go to next block
2049                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2050                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2051        {
2052            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2053            {
2054                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2055                    if (next.isCall)
2056                    {
2057                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2058                        BlockIndex rblock(next.block, entry.blockIndex.pass);
2059                        if (callBlocks.find(next.block) != callBlocks.end())
2060                            rblock.pass = 1;
2061                        auto it = routineMap.find(rblock); // must find
2062                        initializePrevRetSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2063                                    it->second, entry);
2064                       
2065                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, rblock);
2066                    }
2067            }
2068            const BlockIndex nextBlock = entry.blockIndex+1;
2069            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
2070            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
2071            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
2072            entry.nextIndex++;
2073        }
2074        else
2075        {
2076            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
2077            if (cblock.haveReturn)
2078            {
2079                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2080                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
2081                std::cout << "procretend" << std::endl;
2082                rdata.notFirstReturn = true;
2083                entry.haveReturn = true;
2084                haveReturnBlocks[entry.blockIndex] = true;
2085            }
2086           
2087            const bool curHaveReturn = entry.haveReturn;
2088           
2089            // revert retSSAIdMap
2090            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
2091            //
2092           
2093            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2094            {
2095                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2096                    continue;
2097                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2098                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
2099                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
2100                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
2101               
2102                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2103                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2104                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2105               
2106                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
2107            }
2108           
2109            activeLoops.eraseValue(entry.blockIndex);
2110           
2111            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
2112            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
2113            {
2114                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
2115                {
2116                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
2117                                entry.blockIndex << std::endl;
2118                    // mark that loop has passed fully
2119                    loopsit2->second.passed = true;
2120                }
2121                else
2122                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
2123                                entry.blockIndex << std::endl;
2124            }
2125           
2126            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
2127                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
2128            { //put to cache
2129                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
2130                addSubroutine(loopsit2, true);
2131            }
2132           
2133            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2134            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2135           
2136            flowStack.pop_back();
2137            // set up haveReturn
2138            if (!flowStack.empty())
2139            {
2140                flowStack.back().haveReturn |= curHaveReturn;
2141                haveReturnBlocks[flowStack.back().blockIndex] =
2142                        flowStack.back().haveReturn;
2143            }
2144        }
2145    }
2146    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
2147}
2148
2149typedef std::unordered_map<size_t, std::unordered_set<AsmSingleVReg> >
2150                RecurChangedVarMap;
2151
2152
2153void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
2154{
2155    if (codeBlocks.empty())
2156        return;
2157    usageHandler.rewind();
2158    auto cbit = codeBlocks.begin();
2159    AsmRegVarUsage rvu;
2160    if (!usageHandler.hasNext())
2161        return; // do nothing if no regusages
2162    rvu = usageHandler.nextUsage();
2163   
2164    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2165    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
2166    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
2167    size_t regTypesNum;
2168    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2169   
2170    while (true)
2171    {
2172        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
2173        {
2174            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
2175            ++cbit;
2176        }
2177        if (cbit == codeBlocks.end())
2178            break;
2179        // skip rvu's before codeblock
2180        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
2181            rvu = usageHandler.nextUsage();
2182        if (rvu.offset < cbit->start)
2183            break;
2184       
2185        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
2186        while (rvu.offset < cbit->end)
2187        {
2188            // process rvu
2189            // only if regVar
2190            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2191            {
2192                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
2193                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
2194               
2195                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
2196                if (res.second)
2197                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
2198                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
2199                    // if first write RVU instead read RVU
2200                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
2201                    sinfo.readBeforeWrite = true;
2202                /* change SSA id only for write-only regvars -
2203                 *   read-write place can not have two different variables */
2204                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
2205                    sinfo.ssaIdChange++;
2206                if (rvu.regVar==nullptr)
2207                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
2208                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
2209            }
2210            // get next rvusage
2211            if (!usageHandler.hasNext())
2212                break;
2213            rvu = usageHandler.nextUsage();
2214        }
2215        ++cbit;
2216    }
2217   
2218    size_t rbwCount = 0;
2219    size_t wrCount = 0;
2220   
2221    SimpleCache<BlockIndex, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
2222   
2223    std::deque<CallStackEntry> callStack;
2224    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2225    // total SSA count
2226    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
2227    // last SSA ids map from returns
2228    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
2229    // last SSA ids in current way in code flow
2230    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
2231    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
2232    RoutineMap routineMap;
2233    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
2234    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
2235    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
2236    std::pair<BlockIndex, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
2237    CBlockBitPool isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
2238   
2239    CBlockBitPool waysToCache(codeBlocks.size(), false);
2240    CBlockBitPool flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
2241    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
2242    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
2243    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
2244    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2245    flowStackBlocks[0] = true;
2246    std::unordered_set<BlockIndex> callBlocks;
2247    std::unordered_set<BlockIndex> loopBlocks;
2248    std::unordered_set<size_t> recurseBlocks;
2249   
2250    RecurChangedVarMap recurChangedVarMap;
2251   
2252    {
2253    CBlockBitPool haveReturnBlocks(codeBlocks.size(), false);
2254    std::deque<FlowStackEntry4> flowStack;
2255    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2256    /*
2257     * find recursions
2258     */
2259    while (!flowStack.empty())
2260    {
2261        FlowStackEntry4& entry = flowStack.back();
2262        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2263       
2264        if (entry.nextIndex == 0)
2265        {
2266            // process current block
2267            if (!visited[entry.blockIndex])
2268                visited[entry.blockIndex] = true;
2269            else
2270            {
2271                flowStack.pop_back();
2272                continue;
2273            }
2274        }
2275       
2276        if (!callStack.empty() &&
2277            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock.index &&
2278            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2279        {
2280            const BlockIndex routineBlock = callStack.back().routineBlock;
2281            callStack.pop_back(); // just return from call
2282            callBlocks.erase(routineBlock);
2283            std::cout << "finding recur: ret: " << routineBlock << std::endl;
2284        }
2285       
2286        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2287        {
2288            bool isCall = false;
2289            size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2290           
2291            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2292            {
2293                if (!callBlocks.insert(nextBlock).second)
2294                {
2295                    // if already called (then it is recursion)
2296                    std::cout << "finding recursions: " << nextBlock << std::endl;
2297                    // uncomment after tests
2298                    recurChangedVarMap.insert({ nextBlock, { } });
2299                    entry.nextIndex++;
2300                    continue;
2301                }
2302                // comment after tests
2303                //recurChangedVarMap.insert({ nextBlock, { } });
2304                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2305                std::cout << "finding recur: call: " << nextBlock << std::endl;
2306                isCall = true;
2307            }
2308           
2309            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2310            entry.nextIndex++;
2311        }
2312        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2313                // if have any call then go to next block
2314                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2315                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2316        {
2317            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2318            entry.nextIndex++;
2319        }
2320        else // back
2321            flowStack.pop_back();
2322    }
2323   
2324    // collecting changed regvars
2325    for (auto& changedRegVars: recurChangedVarMap)
2326    {
2327        std::cout << " -- ChangedVars for " << changedRegVars.first << std::endl;
2328        std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2329        std::fill(flowStackBlocks.begin(), flowStackBlocks.end(), false);
2330        flowStack.clear();
2331        flowStack.push_back({ changedRegVars.first, 0 });
2332        flowStackBlocks[changedRegVars.first] = true;
2333        loopBlocks.clear();
2334       
2335        std::unordered_map<size_t, std::unordered_set<AsmSingleVReg> > chLoopEnds;
2336       
2337        while (!flowStack.empty())
2338        {
2339            FlowStackEntry4& entry = flowStack.back();
2340            CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2341           
2342            if (entry.nextIndex == 0)
2343            {
2344                // process current block
2345                if (!visited[entry.blockIndex])
2346                {
2347                    visited[entry.blockIndex] = true;
2348                    for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2349                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
2350                            entry.changedVars.insert(ssaEntry.first);
2351                }
2352                else if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
2353                {
2354                    std::cout << "   collect regvars: add loop end: " <<
2355                            entry.blockIndex << std::endl;
2356                    // add loop end
2357                    std::unordered_set<AsmSingleVReg>& chloopEnd =
2358                            chLoopEnds[entry.blockIndex];
2359                    size_t i;
2360                    for (i = flowStack.size()-1; i > 0 && !flowStack[i-1].haveReturn; ++i)
2361                    {
2362                        const FlowStackEntry4& entryx = flowStack[i-1];
2363                        chloopEnd.insert(entryx.changedVars.begin(),
2364                                entryx.changedVars.end());
2365                        if (entryx.blockIndex == entry.blockIndex)
2366                            // if loop block
2367                            break;
2368                    }
2369                   
2370                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2371                    flowStack.pop_back();
2372                    continue;
2373                }
2374                else
2375                {
2376                    const bool prevHaveReturn = haveReturnBlocks[entry.blockIndex];
2377                    const bool isCall = entry.isCall;
2378                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2379                    flowStack.pop_back();
2380                    // set up haveReturn
2381                    FlowStackEntry4& prevEntry = flowStack.back();
2382                    if (!isCall)
2383                        // propagate haveReturn only for jumps (no for calls)
2384                        prevEntry.haveReturn |= prevHaveReturn;
2385                    haveReturnBlocks[prevEntry.blockIndex] = prevEntry.haveReturn;
2386                    continue;
2387                }
2388            }
2389           
2390            if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2391            {
2392                bool isCall = false;
2393                size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2394                flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2395                if (flowStackBlocks[nextBlock])
2396                {
2397                    if (!cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2398                    {
2399                        std::cout << "   collect regvars: " << entry.blockIndex <<
2400                            ": loop detected 2" << std::endl;
2401                        loopBlocks.insert(nextBlock);
2402                    }
2403                    flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2404                }
2405                else
2406                    flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2407                entry.nextIndex++;
2408            }
2409            else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2410                    // if have any call then go to next block
2411                    (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2412                    !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2413            {
2414                flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2415                if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2416                {
2417                    std::cout << "   collect regvars: " << entry.blockIndex <<
2418                            ": loop detected" << std::endl;
2419                    loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2420                    // keep to inserted in popping
2421                    flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2422                }
2423                else
2424                    flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2425                entry.nextIndex++;
2426            }
2427            else // back
2428            {
2429                std::unordered_set<AsmSingleVReg> prevChangedVars;
2430                const bool isCall = entry.isCall;
2431                if (cblock.haveReturn)
2432                {
2433                    entry.haveReturn = true;
2434                    haveReturnBlocks[entry.blockIndex] = true;
2435                }
2436                prevChangedVars = entry.changedVars;
2437                const bool curHaveReturn = entry.haveReturn;
2438                std::cout << "   collect regvars: " << entry.blockIndex << ": " <<
2439                        int(curHaveReturn) << std::endl;
2440               
2441                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
2442                    curHaveReturn)
2443                {
2444                    auto it = chLoopEnds.find(entry.blockIndex);
2445                    if (it != chLoopEnds.end())
2446                    {
2447                        std::cout << "   collect regvars: add loop ends: " <<
2448                                entry.blockIndex << std::endl;
2449                        // add loop ends returns
2450                        prevChangedVars.insert(it->second.begin(), it->second.end());
2451                        chLoopEnds.erase(it); // delete it
2452                    }
2453                    loopBlocks.erase(entry.blockIndex);
2454                }
2455               
2456                flowStack.pop_back();
2457                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2458               
2459                // set up haveReturn
2460                if (!flowStack.empty())
2461                {
2462                    FlowStackEntry4& prevEntry = flowStack.back();
2463                    if (!isCall)
2464                        // propagate haveReturn only for jumps (no for calls)
2465                        // because, call do not add returns
2466                        prevEntry.haveReturn |= curHaveReturn;
2467                    haveReturnBlocks[prevEntry.blockIndex] = prevEntry.haveReturn;
2468                    if (curHaveReturn)
2469                        prevEntry.changedVars.insert(prevChangedVars.begin(),
2470                                    prevChangedVars.end());
2471                }
2472                else if (curHaveReturn)
2473                    // put to changed reg vars
2474                    changedRegVars.second.insert(
2475                            prevChangedVars.begin(), prevChangedVars.end());
2476            }
2477        }
2478        std::cout << " -- ChangedVars end for " << changedRegVars.first << std::endl;
2479    }
2480    }
2481   
2482    loopBlocks.clear();
2483    std::fill(flowStackBlocks.begin(), flowStackBlocks.end(), false);
2484    callStack.clear();
2485    callBlocks.clear();
2486    flowStack.clear();
2487    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2488    flowStackBlocks[0] = true;
2489    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2490   
2491    std::unordered_map<size_t, std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> >
2492            curSSAIdMapStateMap;
2493   
2494    /*
2495     * main loop to fill up ssaInfos
2496     */
2497    while (!flowStack.empty())
2498    {
2499        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2500        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
2501       
2502        if (entry.nextIndex == 0)
2503        {
2504            // process current block
2505            if (!visited[entry.blockIndex])
2506            {
2507                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
2508                visited[entry.blockIndex] = true;
2509               
2510                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2511                {
2512                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2513                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
2514                    {
2515                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
2516                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
2517                        continue; // no change for registers
2518                    }
2519                   
2520                    if (sinfo.ssaId != SIZE_MAX)
2521                    {
2522                        // already initialized
2523                        reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2524                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2525                        if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2526                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = sinfo.ssaIdLast+1;
2527                       
2528                        // count read before writes (for cache weight)
2529                        if (sinfo.readBeforeWrite)
2530                            rbwCount++;
2531                        if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2532                            wrCount++;
2533                        continue;
2534                    }
2535                   
2536                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2537                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2538                   
2539                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2540                   
2541                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
2542                    if (totalSSACount == 0)
2543                    {
2544                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
2545                        ssaId++;
2546                        totalSSACount++;
2547                    }
2548                   
2549                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
2550                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
2551                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
2552                   
2553                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
2554                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
2555                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
2556                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
2557                        ssaId = totalSSACount;
2558                   
2559                    // count read before writes (for cache weight)
2560                    if (sinfo.readBeforeWrite)
2561                        rbwCount++;
2562                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2563                        wrCount++;
2564                }
2565            }
2566            else
2567            {
2568                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
2569                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
2570                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
2571                // back, already visited
2572                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2573                flowStack.pop_back();
2574               
2575                BlockIndex curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
2576                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
2577                {
2578                    // mark point of way to cache (res first point)
2579                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
2580                    std::cout << "mark to pfcache " <<
2581                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
2582                            curWayBIndex << std::endl;
2583                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
2584                }
2585                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
2586                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
2587                continue;
2588            }
2589        }
2590       
2591        if (!callStack.empty() &&
2592            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2593            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2594        {
2595            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2596            const BlockIndex routineBlock = callStack.back().routineBlock;
2597            RoutineData& prevRdata = routineMap.find(routineBlock)->second;
2598            if (!isRoutineGen[routineBlock])
2599            {
2600                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, callBlocks,
2601                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2602                            routineBlock);
2603                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2604                isRoutineGen[routineBlock] = true;
2605               
2606                auto csimsmit = curSSAIdMapStateMap.find(routineBlock.index);
2607                if (csimsmit != curSSAIdMapStateMap.end() && entry.blockIndex.pass==0)
2608                {
2609                    std::cout << " get curSSAIdMap from back recur 2" << std::endl;
2610                    curSSAIdMap = csimsmit->second;
2611                    curSSAIdMapStateMap.erase(csimsmit);
2612                }
2613            }
2614           
2615            callStack.pop_back(); // just return from call
2616            callBlocks.erase(routineBlock);
2617        }
2618       
2619        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2620        {
2621            bool isCall = false;
2622            BlockIndex nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2623            nextBlock.pass = entry.blockIndex.pass;
2624            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2625            {
2626                bool nextRecursion = true;
2627                if (!callBlocks.insert(nextBlock).second)
2628                {
2629                    // if already called (then it is recursion)
2630                    if (recurseBlocks.insert(nextBlock.index).second)
2631                    {
2632                        std::cout << "   -- recursion: " << nextBlock << std::endl;
2633                        nextBlock.pass = 1;
2634                       
2635                        curSSAIdMapStateMap.insert({ nextBlock.index,  curSSAIdMap });
2636                    }
2637                    else if (entry.blockIndex.pass==1)
2638                    {
2639                        nextRecursion = false;
2640                        entry.nextIndex++;
2641                        std::cout << " NO call (rec): " << entry.blockIndex << std::endl;
2642                        //continue;
2643                    }
2644                }
2645                else if (entry.blockIndex.pass==1 &&
2646                    recurseBlocks.find(nextBlock.index) != recurseBlocks.end())
2647                {
2648                    nextRecursion = false;
2649                    entry.nextIndex++;
2650                    std::cout << " NO call (rec)2: " << entry.blockIndex << std::endl;
2651                    //continue;
2652                }
2653               
2654                if (!nextRecursion)
2655                {
2656                    entry.recurChangedVarBlocks.push_back(nextBlock.index);
2657                    continue;
2658                }
2659               
2660                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2661                               
2662                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2663                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2664                isCall = true;
2665            }
2666           
2667            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2668            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2669            {
2670                if (!cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2671                    loopBlocks.insert(nextBlock);
2672                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2673            }
2674            else
2675                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2676            entry.nextIndex++;
2677        }
2678        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2679                // if have any call then go to next block
2680                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2681                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2682        {
2683            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2684            {
2685                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2686                                     ssaReplacesMap);
2687                //
2688                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2689                    if (next.isCall)
2690                    {
2691                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2692                        size_t pass = 0;
2693                        if (callBlocks.find(next.block) != callBlocks.end())
2694                        {
2695                            std::cout << " is secpass: " << entry.blockIndex << " : " <<
2696                                    next.block << std::endl;
2697                            pass = 1; // it ways second pass
2698                        }
2699                       
2700                        auto it = routineMap.find({ next.block, pass }); // must find
2701                        initializePrevRetSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2702                                    it->second, entry);
2703                       
2704                        BlockIndex rblock(next.block, entry.blockIndex.pass);
2705                        if (callBlocks.find(next.block) != callBlocks.end())
2706                            rblock.pass = 1;
2707                       
2708                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, rblock);
2709                    }
2710            }
2711           
2712            if (!entry.recurChangedVarBlocks.empty())
2713            {
2714                // apply to all changed regvars in curSSAIdMap
2715                std::cout << "apply recurChangedVarBlocks in " <<
2716                            entry.blockIndex << std::endl;
2717                std::unordered_set<AsmSingleVReg> changedRegVars;
2718                for (size_t chrblk: entry.recurChangedVarBlocks)
2719                {
2720                    auto chrbit = recurChangedVarMap.find(chrblk);
2721                    if (chrbit != recurChangedVarMap.end())
2722                        changedRegVars.insert(chrbit->second.begin(),
2723                                    chrbit->second.end());
2724                }
2725               
2726                /*for (const AsmSingleVReg& chvreg: changedRegVars)
2727                    curSSAIdMap[chvreg] += 1;*/
2728            }
2729           
2730            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2731            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2732            {
2733                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2734                 // keep to inserted in popping
2735                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2736            }
2737            else
2738                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2739            entry.nextIndex++;
2740        }
2741        else // back
2742        {
2743            // revert retSSAIdMap
2744            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, nullptr);
2745            //
2746           
2747            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2748            {
2749                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2750                    continue;
2751               
2752                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2753                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2754                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2755               
2756                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2757                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2758                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2759            }
2760           
2761            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2762            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2763           
2764            if (!flowStack.empty() && flowStack.back().isCall)
2765            {
2766                auto csimsmit = curSSAIdMapStateMap.find(entry.blockIndex.index);
2767                if (csimsmit != curSSAIdMapStateMap.end())
2768                {
2769                    std::cout << " get curSSAIdMap from back recur" << std::endl;
2770                    curSSAIdMap = csimsmit->second;
2771                }
2772            }
2773            flowStack.pop_back();
2774           
2775            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2776                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2777            {
2778                lastCommonCacheWayPoint =
2779                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2780                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2781            }
2782        }
2783    }
2784   
2785    /**********
2786     * after that, we find points to resolve conflicts
2787     **********/
2788    flowStack.clear();
2789    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2790   
2791    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2792    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2793   
2794    SimpleCache<BlockIndex, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2795    SimpleCache<BlockIndex, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2796   
2797    while (!flowStack2.empty())
2798    {
2799        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2800        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex.index];
2801       
2802        if (entry.nextIndex == 0)
2803        {
2804            // process current block
2805            if (!visited[entry.blockIndex])
2806                visited[entry.blockIndex] = true;
2807            else
2808            {
2809                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2810                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2811                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2812               
2813                // back, already visited
2814                flowStack2.pop_back();
2815                continue;
2816            }
2817        }
2818       
2819        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2820        {
2821            flowStack2.push_back({
2822                { cblock.nexts[entry.nextIndex].block, entry.blockIndex.pass }, 0 });
2823            entry.nextIndex++;
2824        }
2825        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2826                // if have any call then go to next block
2827                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2828                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2829        {
2830            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2831            entry.nextIndex++;
2832        }
2833        else // back
2834        {
2835            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2836                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2837                // add to cache
2838                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2839                            entry.blockIndex);
2840            flowStack2.pop_back();
2841        }
2842    }
2843}
2844
2845void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2846{
2847    /* prepare SSA id replaces */
2848    struct MinSSAGraphNode
2849    {
2850        size_t minSSAId;
2851        bool visited;
2852        std::unordered_set<size_t> nexts;
2853        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2854    };
2855    struct MinSSAGraphStackEntry
2856    {
2857        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2858        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2859        size_t minSSAId;
2860    };
2861   
2862    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2863    {
2864        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2865        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2866        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2867        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2868       
2869        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2870       
2871        auto it = replaces.begin();
2872        while (it != replaces.end())
2873        {
2874            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2875                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2876            {
2877                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2878                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2879                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2880                    node.nexts.insert(it->second);
2881            }
2882            it = itEnd;
2883        }
2884        // propagate min value
2885        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2886        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2887                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2888        {
2889            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2890            // traverse with minimalize SSA id
2891            while (!minSSAStack.empty())
2892            {
2893                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2894                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2895                bool toPop = false;
2896                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2897                {
2898                    if (!node.visited)
2899                        node.visited = true;
2900                    else
2901                        toPop = true;
2902                }
2903                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2904                {
2905                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2906                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2907                    {
2908                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2909                                nodeIt->second.minSSAId });
2910                    }
2911                    ++entry.nextIt;
2912                }
2913                else
2914                {
2915                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2916                    minSSAStack.pop();
2917                    if (!minSSAStack.empty())
2918                    {
2919                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2920                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2921                    }
2922                }
2923            }
2924            // skip visited nodes
2925            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2926                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2927                    break;
2928        }
2929       
2930        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2931            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2932       
2933        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2934        entry.second = newReplaces;
2935    }
2936   
2937    /* apply SSA id replaces */
2938    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2939        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2940        {
2941            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2942            if (it == ssaReplacesMap.end())
2943                continue;
2944            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2945            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2946            if (sinfo.readBeforeWrite)
2947            {
2948                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2949                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2950                if (rit != replaces.end())
2951                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2952            }
2953            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2954            {
2955                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2956                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2957                if (rit != replaces.end())
2958                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2959            }
2960            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2961            {
2962                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2963                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2964                if (rit != replaces.end())
2965                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2966            }
2967        }
2968}
2969
2970struct Liveness
2971{
2972    std::map<size_t, size_t> l;
2973   
2974    Liveness() { }
2975   
2976    void clear()
2977    { l.clear(); }
2978   
2979    void expand(size_t k)
2980    {
2981        if (l.empty())
2982            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2983        else
2984        {
2985            auto it = l.end();
2986            --it;
2987            it->second = k+1;
2988        }
2989    }
2990    void newRegion(size_t k)
2991    {
2992        if (l.empty())
2993            l.insert(std::make_pair(k, k));
2994        else
2995        {
2996            auto it = l.end();
2997            --it;
2998            if (it->first != k && it->second != k)
2999                l.insert(std::make_pair(k, k));
3000        }
3001    }
3002   
3003    void insert(size_t k, size_t k2)
3004    {
3005        auto it1 = l.lower_bound(k);
3006        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
3007            --it1;
3008        if (it1->second < k)
3009            ++it1;
3010        auto it2 = l.lower_bound(k2);
3011        if (it1!=it2)
3012        {
3013            k = std::min(k, it1->first);
3014            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
3015            l.erase(it1, it2);
3016        }
3017        l.insert(std::make_pair(k, k2));
3018    }
3019   
3020    bool contain(size_t t) const
3021    {
3022        auto it = l.lower_bound(t);
3023        if (it==l.begin() && it->first>t)
3024            return false;
3025        if (it==l.end() || it->first>t)
3026            --it;
3027        return it->first<=t && t<it->second;
3028    }
3029   
3030    bool common(const Liveness& b) const
3031    {
3032        auto i = l.begin();
3033        auto j = b.l.begin();
3034        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
3035        {
3036            if (i->first==i->second)
3037            {
3038                ++i;
3039                continue;
3040            }
3041            if (j->first==j->second)
3042            {
3043                ++j;
3044                continue;
3045            }
3046            if (i->first<j->first)
3047            {
3048                if (i->second > j->first)
3049                    return true; // common place
3050                ++i;
3051            }
3052            else
3053            {
3054                if (i->first < j->second)
3055                    return true; // common place
3056                ++j;
3057            }
3058        }
3059        return false;
3060    }
3061};
3062
3063typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
3064
3065static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
3066            const AsmSingleVReg& svreg)
3067{
3068    cxuint regType; // regtype
3069    if (svreg.regVar!=nullptr)
3070        regType = svreg.regVar->type;
3071    else
3072        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3073            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
3074                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
3075                break;
3076    return regType;
3077}
3078
3079static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
3080        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
3081        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3082{
3083    size_t ssaId;
3084    if (svreg.regVar==nullptr)
3085        ssaId = 0;
3086    else if (ssaIdIdx==0)
3087        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
3088    else if (ssaIdIdx==1)
3089        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
3090    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
3091        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
3092    else // last
3093        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
3094   
3095    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
3096    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3097    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3098                vregIndexMap.find(svreg)->second;
3099    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
3100}
3101
3102typedef std::deque<FlowStackEntry3>::const_iterator FlowStackCIter;
3103
3104struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
3105{
3106    size_t ssaId; // last SSA id
3107    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
3108};
3109
3110/* TODO: add handling calls
3111 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
3112 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
3113 */
3114
3115typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
3116
3117static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
3118        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
3119        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
3120        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
3121        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3122{
3123    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
3124    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3125        if (entry.second.readBeforeWrite)
3126        {
3127            // find last
3128            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
3129            if (lvrit == lastVRegMap.end())
3130                continue; // not found
3131            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
3132            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
3133            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
3134            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3135            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3136                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
3137            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
3138            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
3139            --flitEnd; // before last element
3140            // insert live time to last seen position
3141            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
3142            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
3143            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
3144                    toLiveCvt + lastBlk.end);
3145            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
3146            {
3147                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
3148                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
3149                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3150            }
3151        }
3152}
3153
3154static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
3155        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
3156        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
3157        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
3158        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3159{
3160    auto flitStart = flowStack.end();
3161    --flitStart;
3162    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
3163    // find step in way
3164    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
3165    auto flitEnd = flowStack.end();
3166    --flitEnd;
3167    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
3168   
3169    // collect var to check
3170    size_t flowPos = 0;
3171    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
3172    {
3173        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
3174        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3175        {
3176            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
3177            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
3178                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
3179            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
3180        }
3181    }
3182    // find connections
3183    flowPos = 0;
3184    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
3185    {
3186        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
3187        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3188        {
3189            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
3190            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
3191            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
3192                flowPos > varMapIt->second.second ||
3193                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
3194                continue;
3195            // just connect
3196           
3197            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
3198            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3199            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3200                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
3201            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
3202           
3203            if (flowPos == varMapIt->second.second)
3204            {
3205                // fill whole loop
3206                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
3207                {
3208                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3209                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
3210                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3211                }
3212                continue;
3213            }
3214           
3215            size_t flowPos2 = 0;
3216            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
3217            {
3218                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3219                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
3220                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3221            }
3222            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
3223            auto flit2 = flitStart + flowPos;
3224            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3225            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
3226            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
3227                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
3228            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
3229            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
3230            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3231            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
3232            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
3233                    toLiveCvt + lastBlk.end);
3234            // fill up loop end
3235            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
3236            {
3237                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
3238                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
3239                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
3240            }
3241        }
3242    }
3243}
3244
3245struct LiveBlock
3246{
3247    size_t start;
3248    size_t end;
3249    size_t vidx;
3250   
3251    bool operator==(const LiveBlock& b) const
3252    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
3253   
3254    bool operator<(const LiveBlock& b) const
3255    { return start<b.start || (start==b.start &&
3256            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
3257};
3258
3259typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
3260typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
3261typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
3262typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
3263
3264static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
3265            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
3266            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
3267            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
3268            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
3269{
3270    // add linear deps
3271    cxuint count = ldeps[0];
3272    cxuint pos = 1;
3273    cxbyte rvuAdded = 0;
3274    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
3275    {
3276        cxuint ccount = ldeps[pos++];
3277        std::vector<size_t> vidxes;
3278        cxuint regType = UINT_MAX;
3279        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
3280        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
3281        {
3282            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
3283            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
3284            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
3285            {
3286                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
3287                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
3288                if (regType==UINT_MAX)
3289                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
3290                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3291                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3292                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
3293                // push variable index
3294                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
3295            }
3296        }
3297        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
3298        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
3299        {
3300            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
3301            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
3302        }
3303    }
3304    // add single arg linear dependencies
3305    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
3306        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
3307        {
3308            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
3309            std::vector<size_t> vidxes;
3310            cxuint regType = UINT_MAX;
3311            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
3312            {
3313                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
3314                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
3315                if (regType==UINT_MAX)
3316                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
3317                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3318                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3319                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
3320                // push variable index
3321                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
3322            }
3323            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
3324            {
3325                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
3326                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
3327            }
3328        }
3329       
3330    /* equalTo dependencies */
3331    count = edeps[0];
3332    pos = 1;
3333    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
3334    {
3335        cxuint ccount = edeps[pos++];
3336        std::vector<size_t> vidxes;
3337        cxuint regType = UINT_MAX;
3338        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
3339        {
3340            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
3341            // only one register should be set for equalTo depencencies
3342            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
3343            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
3344            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
3345            if (regType==UINT_MAX)
3346                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
3347            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3348            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
3349                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
3350            // push variable index
3351            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
3352        }
3353        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
3354        {
3355            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
3356            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
3357        }
3358    }
3359}
3360
3361typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
3362
3363struct EqualStackEntry
3364{
3365    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
3366    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
3367};
3368
3369void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
3370{
3371    // construct var index maps
3372    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
3373    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
3374    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
3375    size_t regTypesNum;
3376    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
3377   
3378    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
3379        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
3380        {
3381            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
3382            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
3383            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
3384            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
3385            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
3386            size_t ssaIdCount = 0;
3387            if (sinfo.readBeforeWrite)
3388                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
3389            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
3390            {
3391                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
3392                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
3393            }
3394            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
3395                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
3396           
3397            if (sinfo.readBeforeWrite)
3398                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
3399            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
3400            {
3401                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
3402                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
3403                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
3404                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
3405                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
3406                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
3407            }
3408        }
3409   
3410    // construct vreg liveness
3411    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
3412    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
3413    // hold last vreg ssaId and position
3414    LastVRegMap lastVRegMap;
3415    // hold start live time position for every code block
3416    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
3417    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
3418   
3419    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
3420   
3421    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
3422        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
3423   
3424    size_t curLiveTime = 0;
3425   
3426    while (!flowStack.empty())
3427    {
3428        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
3429        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
3430       
3431        if (entry.nextIndex == 0)
3432        {
3433            // process current block
3434            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
3435            {
3436                // if loop
3437                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
3438                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3439                flowStack.pop_back();
3440                continue;
3441            }
3442           
3443            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
3444            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
3445                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3446           
3447            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3448            {
3449                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
3450                // update
3451                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
3452                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
3453                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
3454                --flit; // to last position
3455                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
3456                            { lastSSAId, { flit } } });
3457                if (!res.second) // if not first seen, just update
3458                {
3459                    // update last
3460                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
3461                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
3462                }
3463            }
3464           
3465            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
3466            if (!visited[entry.blockIndex])
3467            {
3468                visited[entry.blockIndex] = true;
3469                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
3470                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
3471                cxuint instrRVUsCount = 0;
3472               
3473                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
3474                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
3475                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
3476               
3477                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
3478                // register in liveness
3479                while (true)
3480                {
3481                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
3482                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
3483                    if (usageHandler.hasNext())
3484                    {
3485                        rvu = usageHandler.nextUsage();
3486                        if (rvu.offset >= cblock.end)
3487                            break;
3488                        if (!rvu.useRegMode)
3489                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
3490                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
3491                                cblock.start + curLiveTime;
3492                    }
3493                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
3494                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
3495                    {
3496                        // apply to liveness
3497                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
3498                        {
3499                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
3500                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
3501                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3502                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
3503                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
3504                            lv.expand(liveTime);
3505                        }
3506                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
3507                        {
3508                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
3509                            ssaIdIdx++;
3510                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
3511                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
3512                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3513                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
3514                                // because live after this instr
3515                                lv.newRegion(liveTimeNext);
3516                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
3517                        }
3518                        // get linear deps and equal to
3519                        cxbyte lDeps[16];
3520                        cxbyte eDeps[16];
3521                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
3522                                        lDeps, eDeps);
3523                       
3524                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
3525                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
3526                                regTypesNum, regRanges);
3527                       
3528                        readSVRegs.clear();
3529                        writtenSVRegs.clear();
3530                        if (!usageHandler.hasNext())
3531                            break; // end
3532                        oldOffset = rvu.offset;
3533                        instrRVUsCount = 0;
3534                    }
3535                    if (rvu.offset >= cblock.end)
3536                        break;
3537                   
3538                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
3539                    {
3540                        // per register/singlvreg
3541                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
3542                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
3543                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
3544                        else // read or treat as reading // expand previous region
3545                            readSVRegs.push_back(svreg);
3546                    }
3547                }
3548                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
3549            }
3550            else
3551            {
3552                // back, already visited
3553                flowStack.pop_back();
3554                continue;
3555            }
3556        }
3557        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
3558        {
3559            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
3560            entry.nextIndex++;
3561        }
3562        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
3563        {
3564            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
3565            entry.nextIndex++;
3566        }
3567        else // back
3568        {
3569            // revert lastSSAIdMap
3570            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
3571            flowStack.pop_back();
3572            if (!flowStack.empty())
3573            {
3574                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3575                {
3576                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
3577                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
3578                    {
3579                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
3580                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
3581                        lastPos.blockChain.pop_back();
3582                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
3583                            lastVRegMap.erase(lvrit);
3584                    }
3585                }
3586            }
3587        }
3588    }
3589   
3590    /// construct liveBlockMaps
3591    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
3592    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3593    {
3594        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3595        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
3596        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
3597        {
3598            Liveness& lv = liveness[li];
3599            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
3600                if (blk.first != blk.second)
3601                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
3602            lv.clear();
3603        }
3604        liveness.clear();
3605    }
3606   
3607    // create interference graphs
3608    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3609    {
3610        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3611        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
3612        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3613       
3614        auto lit = liveBlockMap.begin();
3615        size_t rangeStart = 0;
3616        if (lit != liveBlockMap.end())
3617            rangeStart = lit->start;
3618        while (lit != liveBlockMap.end())
3619        {
3620            const size_t blkStart = lit->start;
3621            const size_t blkEnd = lit->end;
3622            size_t rangeEnd = blkEnd;
3623            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
3624            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
3625            // collect from this range, variable indices
3626            std::set<size_t> varIndices;
3627            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
3628                varIndices.insert(lit2->vidx);
3629            // push to intergraph as full subgGraph
3630            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
3631                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
3632                    if (vit != vit2)
3633                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
3634            // go to next live blocks
3635            rangeStart = rangeEnd;
3636            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
3637                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
3638                    break;
3639            if (lit == liveBlockMap.end())
3640                break; //
3641            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
3642        }
3643    }
3644   
3645    /*
3646     * resolve equalSets
3647     */
3648    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3649    {
3650        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3651        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3652        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
3653        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
3654        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3655       
3656        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
3657        {
3658            auto it = etoDepMap.find(v);
3659            if (it == etoDepMap.end())
3660            {
3661                // is not regvar in equalTo dependencies
3662                v++;
3663                continue;
3664            }
3665           
3666            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3667            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3668           
3669            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3670            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3671            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3672            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3673           
3674            // traverse by this
3675            while (!etoStack.empty())
3676            {
3677                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3678                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3679                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3680                if (entry.nextIdx == 0)
3681                {
3682                    if (!visited[vidx])
3683                    {
3684                        // push to this equalSet
3685                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3686                        equalSet.push_back(vidx);
3687                    }
3688                    else
3689                    {
3690                        // already visited
3691                        etoStack.pop();
3692                        continue;
3693                    }
3694                }
3695               
3696                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3697                {
3698                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3699                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3700                    entry.nextIdx++;
3701                }
3702                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3703                {
3704                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3705                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3706                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3707                    entry.nextIdx++;
3708                }
3709                else
3710                    etoStack.pop();
3711            }
3712           
3713            // to first already added node (var)
3714            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3715        }
3716    }
3717}
3718
3719typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3720
3721struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3722{
3723    const InterGraph& interGraph;
3724    const Array<size_t>& sdoCounts;
3725   
3726    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3727        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3728    { }
3729   
3730    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3731    {
3732        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3733            return true;
3734        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3735    }
3736};
3737
3738/* algorithm to allocate regranges:
3739 * from smallest regranges to greatest regranges:
3740 *   choosing free register: from smallest free regranges
3741 *      to greatest regranges:
3742 *         in this same regrange:
3743 *               try to find free regs in regranges
3744 *               try to link free ends of two distinct regranges
3745 */
3746
3747void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3748{
3749    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3750                    assembler.deviceType);
3751   
3752    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3753    {
3754        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3755        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3756        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3757        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3758        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3759        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3760       
3761        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3762        gcMap.resize(nodesNum);
3763        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3764        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3765        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3766       
3767        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3768        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3769        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3770            nodeSet.insert(i);
3771       
3772        cxuint colorsNum = 0;
3773        // firstly, allocate real registers
3774        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3775            if (entry.first.regVar == nullptr)
3776                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3777       
3778        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3779        {
3780            size_t node = *nodeSet.begin();
3781            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3782                continue; // already colored
3783            size_t color = 0;
3784            std::vector<size_t> equalNodes;
3785            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3786            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3787            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3788                // found, get equal set from equalSetList
3789                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3790           
3791            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3792            {
3793                // find first usable color
3794                bool thisSame = false;
3795                for (size_t nb: interGraph[node])
3796                    if (gcMap[nb] == color)
3797                    {
3798                        thisSame = true;
3799                        break;
3800                    }
3801                if (!thisSame)
3802                    break;
3803            }
3804            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3805            {
3806                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3807                    throw AsmException("Too many register is needed");
3808                colorsNum++;
3809            }
3810           
3811            for (size_t nextNode: equalNodes)
3812                gcMap[nextNode] = color;
3813            // update SDO for node
3814            bool colorExists = false;
3815            for (size_t node: equalNodes)
3816            {
3817                for (size_t nb: interGraph[node])
3818                    if (gcMap[nb] == color)
3819                    {
3820                        colorExists = true;
3821                        break;
3822                    }
3823                if (!colorExists)
3824                    sdoCounts[node]++;
3825            }
3826            // update SDO for neighbors
3827            for (size_t node: equalNodes)
3828                for (size_t nb: interGraph[node])
3829                {
3830                    colorExists = false;
3831                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3832                        if (gcMap[nb2] == color)
3833                        {
3834                            colorExists = true;
3835                            break;
3836                        }
3837                    if (!colorExists)
3838                    {
3839                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3840                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3841                        sdoCounts[nb]++;
3842                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3843                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3844                    }
3845                }
3846           
3847            for (size_t nextNode: equalNodes)
3848                gcMap[nextNode] = color;
3849        }
3850    }
3851}
3852
3853void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3854{
3855    // before any operation, clear all
3856    codeBlocks.clear();
3857    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3858    {
3859        vregIndexMaps[i].clear();
3860        interGraphs[i].clear();
3861        linearDepMaps[i].clear();
3862        equalToDepMaps[i].clear();
3863        graphColorMaps[i].clear();
3864        equalSetMaps[i].clear();
3865        equalSetLists[i].clear();
3866    }
3867    ssaReplacesMap.clear();
3868    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3869    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3870   
3871    // set up
3872    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3873    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3874    createSSAData(*section.usageHandler);
3875    applySSAReplaces();
3876    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3877    colorInterferenceGraph();
3878}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.