source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 4112

Last change on this file since 4112 was 4112, checked in by matszpk, 6 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Add comment.

File size: 86.0 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 <assert.h>
22#include <iostream>
23#include <stack>
24#include <deque>
25#include <vector>
26#include <utility>
27#include <unordered_set>
28#include <map>
29#include <set>
30#include <unordered_map>
31#include <algorithm>
32#include <CLRX/utils/Utilities.h>
33#include <CLRX/utils/Containers.h>
34#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
35#include "AsmInternals.h"
36#include "AsmRegAlloc.h"
37
38using namespace CLRX;
39
40#if ASMREGALLOC_DEBUGDUMP
41std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const CLRX::BlockIndex& v)
42{
43    if (v.pass==0)
44        return os << v.index;
45    else
46        return os << v.index << "#" << v.pass;
47}
48#endif
49
50ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
51            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
52            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
53            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
54{ }
55
56ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
57{ }
58
59void ISAUsageHandler::rewind()
60{
61    readOffset = instrStructPos = 0;
62    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
63    useRegMode = false;
64    pushedArgs = 0;
65    skipBytesInInstrStruct();
66}
67
68void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
69{
70    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
71    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
72        readOffset += defaultInstrSize;
73    argPos = 0;
74    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
75        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
76        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
77    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
78}
79
80void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
81{
82    if (lastOffset != offset)
83    {
84        flush(); // flush before new instruction
85        // useReg immediately before instruction regusages
86        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
87        if (lastOffset > offset)
88            throw AsmException("Offset before previous instruction");
89        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
90            throw AsmException("Offset between previous instruction");
91        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
92                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
93        while (toSkip > 0)
94        {
95            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
96            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
97            toSkip -= skipped;
98        }
99        lastOffset = offset;
100        argFlags = 0;
101        pushedArgs = 0;
102    } 
103}
104
105void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
106{
107    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
108        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
109    else // otherwise
110        putSpace(rvu.offset);
111    useRegMode = false;
112    if (rvu.regVar != nullptr)
113    {
114        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
115        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
116            rvu.rwFlags, rvu.align });
117    }
118    else // reg usages
119        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
120                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
121    pushedArgs++;
122}
123
124void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
125{
126    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
127        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
128    else // otherwise
129        putSpace(rvu.offset);
130    useRegMode = true;
131    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
132    {
133        argFlags = 0;
134        pushedArgs = 0;
135        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
136        instrStruct.push_back(0);
137    }
138    if (rvu.regVar != nullptr)
139    {
140        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
141        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
142            rvu.rwFlags, rvu.align });
143    }
144    else // reg usages
145        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
146    pushedArgs++;
147    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
148    {
149        instrStruct.push_back(argFlags);
150        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
151        argFlags = 0;
152    }
153}
154
155void ISAUsageHandler::flush()
156{
157    if (pushedArgs != 0)
158    {
159        if (!useRegMode)
160        {
161            // normal regvarusages
162            instrStruct.push_back(argFlags);
163            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
164                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
165            else // reg usages
166                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
167        }
168        else
169        {
170            // use reg regvarusages
171            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
172                instrStruct.push_back(argFlags);
173            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
174        }
175    }
176}
177
178AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
179{
180    if (!isNext)
181        throw AsmException("No reg usage in this code");
182    AsmRegVarUsage rvu;
183    // get regvarusage
184    bool lastRegUsage = false;
185    rvu.offset = readOffset;
186    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
187    {
188        // useRegMode (begin fetching useregs)
189        useRegMode = true;
190        argPos = 0;
191        instrStructPos++;
192        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
193        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
194        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
195    }
196    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
197   
198    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
199    {
200        // regvar usage
201        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
202        rvu.regVar = inRVU.regVar;
203        rvu.rstart = inRVU.rstart;
204        rvu.rend = inRVU.rend;
205        rvu.regField = inRVU.regField;
206        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
207        rvu.align = inRVU.align;
208        if (!useRegMode)
209            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
210    }
211    else if (!useRegMode)
212    {
213        // simple reg usage
214        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
215        rvu.regVar = nullptr;
216        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
217                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
218        rvu.rstart = regPair.first;
219        rvu.rend = regPair.second;
220        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
221        rvu.regField = inRU.regField;
222        rvu.align = 0;
223        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
224    }
225    else
226    {
227        // use reg (simple reg usage, second structure)
228        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
229        rvu.regVar = nullptr;
230        rvu.rstart = inRU.rstart;
231        rvu.rend = inRU.rend;
232        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
233        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
234        rvu.align = 0;
235    }
236    argPos++;
237    if (useRegMode)
238    {
239        // if inside useregs
240        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
241        {
242            instrStructPos++; // end
243            skipBytesInInstrStruct();
244            useRegMode = false;
245        }
246        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
247        {
248            instrStructPos++;
249            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
250        }
251    }
252    // after instr
253    if (lastRegUsage)
254    {
255        instrStructPos++;
256        skipBytesInInstrStruct();
257    }
258    return rvu;
259}
260
261AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
262{ }
263
264AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler,
265        const std::vector<CodeBlock>& _codeBlocks, const SSAReplacesMap& _ssaReplacesMap)
266        : assembler(_assembler), codeBlocks(_codeBlocks), ssaReplacesMap(_ssaReplacesMap)
267{ }
268
269static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
270                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
271{ return c1.start < c2.start; }
272
273static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
274                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
275{ return c1.end < c2.end; }
276
277void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
278             size_t codeSize, const cxbyte* code)
279{
280    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
281    if (codeSize == 0)
282        return;
283    std::vector<size_t> splits;
284    std::vector<size_t> codeStarts;
285    std::vector<size_t> codeEnds;
286    codeStarts.push_back(0);
287    codeEnds.push_back(codeSize);
288    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
289    {
290        size_t instrAfter = 0;
291        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
292            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
293            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
294                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
295       
296        switch(entry.type)
297        {
298            case AsmCodeFlowType::START:
299                codeStarts.push_back(entry.offset);
300                break;
301            case AsmCodeFlowType::END:
302                codeEnds.push_back(entry.offset);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::JUMP:
305                splits.push_back(entry.target);
306                codeEnds.push_back(instrAfter);
307                break;
308            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
309                splits.push_back(entry.target);
310                splits.push_back(instrAfter);
311                break;
312            case AsmCodeFlowType::CALL:
313                splits.push_back(entry.target);
314                splits.push_back(instrAfter);
315                break;
316            case AsmCodeFlowType::RETURN:
317                codeEnds.push_back(instrAfter);
318                break;
319            default:
320                break;
321        }
322    }
323    std::sort(splits.begin(), splits.end());
324    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
325    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
326    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
327    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
328    size_t i = 0;
329    size_t ii = 0;
330    size_t ei = 0; // codeEnd i
331    while (i < codeStarts.size())
332    {
333        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
334        if (ei < codeEnds.size())
335            ei++;
336        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
337        // skip codeStart to end
338        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
339    }
340    codeStarts.resize(ii);
341    // add next codeStarts
342    auto splitIt = splits.begin();
343    for (size_t codeEnd: codeEnds)
344    {
345        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
346        if (it != splits.end())
347        {
348            codeStarts.push_back(*it);
349            splitIt = it;
350        }
351        else // if end
352            break;
353    }
354   
355    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
356    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
357                codeStarts.begin());
358    // divide to blocks
359    splitIt = splits.begin();
360    for (size_t codeStart: codeStarts)
361    {
362        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
363        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
364       
365        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
366            ++splitIt; // skip split in codeStart
367       
368        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
369        {
370            size_t end = codeEnd;
371            if (splitIt != splits.end())
372            {
373                end = std::min(end, *splitIt);
374                ++splitIt;
375            }
376            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
377            start = end;
378        }
379    }
380    // force empty block at end if some jumps goes to its
381    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
382        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
383        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
384                             false, false, false });
385   
386    // construct flow-graph
387    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
388        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
389            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
390        {
391            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
392            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
393                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
394           
395            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
396                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
397                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
398            else // return
399            {
400                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
401                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
402                // if block have return
403                if (it != codeBlocks.end())
404                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
405                continue;
406            }
407           
408            if (it == codeBlocks.end())
409                continue; // error!
410            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
411                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
412            auto curIt = it2;
413            --curIt;
414           
415            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
416                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
417            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
418            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
419                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
420            {
421                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
422                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
423                    // add next next block (only for cond jump)
424                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
425            }
426            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
427                curIt->haveEnd = true; // set end
428        }
429    // force haveEnd for block with cf_end
430    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
431        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
432        {
433            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
434                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
435            if (it != codeBlocks.end())
436                it->haveEnd = true;
437        }
438   
439    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
440        codeBlocks.back().haveEnd = true;
441   
442    // reduce nexts
443    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
444    {
445        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
446        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
447                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
448                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
449                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
450        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
451                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
452                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
453        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
454    }
455}
456
457
458void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
459{
460    if (ssaReplacesMap.empty())
461        return; // do nothing
462   
463    /* prepare SSA id replaces */
464    struct MinSSAGraphNode
465    {
466        size_t minSSAId;
467        bool visited;
468        std::unordered_set<size_t> nexts;
469        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false)
470        { }
471    };
472   
473    typedef std::map<size_t, MinSSAGraphNode, std::greater<size_t> > SSAGraphNodesMap;
474   
475    struct MinSSAGraphStackEntry
476    {
477        SSAGraphNodesMap::iterator nodeIt;
478        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
479        size_t minSSAId;
480       
481        MinSSAGraphStackEntry(
482                SSAGraphNodesMap::iterator _nodeIt,
483                std::unordered_set<size_t>::const_iterator _nextIt,
484                size_t _minSSAId = SIZE_MAX)
485                : nodeIt(_nodeIt), nextIt(_nextIt), minSSAId(_minSSAId)
486        { }
487    };
488   
489    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
490    {
491        ARDOut << "SSAReplace: " << entry.first.regVar << "." << entry.first.index << "\n";
492        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
493        std::sort(replaces.begin(), replaces.end(), std::greater<SSAReplace>());
494        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
495        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
496       
497        SSAGraphNodesMap ssaGraphNodes;
498       
499        auto it = replaces.begin();
500        while (it != replaces.end())
501        {
502            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
503                    std::make_pair(it->first, size_t(0)), std::greater<SSAReplace>());
504            {
505                auto itLast = itEnd;
506                --itLast;
507                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
508                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, itLast->second);
509                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
510                {
511                    node.nexts.insert(it2->second);
512                    ssaGraphNodes.insert({ it2->second, MinSSAGraphNode() });
513                }
514            }
515            it = itEnd;
516        }
517        /*for (const auto& v: ssaGraphNodes)
518            ARDOut << "  SSANode: " << v.first << ":" << &v.second << " minSSAID: " <<
519                            v.second.minSSAId << std::endl;*/
520        // propagate min value
521        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
522       
523        // initialize parents and new nexts
524        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
525                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
526        {
527            ARDOut << "  Start in " << ssaGraphNodeIt->first << "." << "\n";
528            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
529            // traverse with minimalize SSA id
530            while (!minSSAStack.empty())
531            {
532                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
533                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
534                bool toPop = false;
535                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
536                {
537                    toPop = node.visited;
538                    node.visited = true;
539                }
540                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
541                {
542                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
543                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
544                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
545                                    size_t(0) });
546                    ++entry.nextIt;
547                }
548                else
549                {
550                    minSSAStack.pop();
551                    if (!minSSAStack.empty())
552                        node.nexts.insert(minSSAStack.top().nodeIt->first);
553                }
554            }
555           
556            // skip visited nodes
557            for(; ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end(); ++ssaGraphNodeIt)
558                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
559                    break;
560        }
561       
562        /*for (const auto& v: ssaGraphNodes)
563        {
564            ARDOut << "  Nexts: " << v.first << ":" << &v.second << " nexts:";
565            for (size_t p: v.second.nexts)
566                ARDOut << " " << p;
567            ARDOut << "\n";
568        }*/
569       
570        for (auto& entry: ssaGraphNodes)
571            entry.second.visited = false;
572       
573        std::vector<MinSSAGraphNode*> toClear; // nodes to clear
574       
575        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
576                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
577        {
578            ARDOut << "  Start in " << ssaGraphNodeIt->first << "." << "\n";
579            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
580            // traverse with minimalize SSA id
581            while (!minSSAStack.empty())
582            {
583                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
584                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
585                bool toPop = false;
586                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
587                {
588                    toPop = node.visited;
589                    if (!node.visited)
590                        // this flag visited for this node will be clear after this pass
591                        toClear.push_back(&node);
592                    node.visited = true;
593                }
594               
595                // try to children only all parents are visited and if parent has children
596                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
597                {
598                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
599                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
600                    {
601                        ARDOut << "  Node: " <<
602                                entry.nodeIt->first << ":" << &node << " minSSAId: " <<
603                                node.minSSAId << " to " <<
604                                nodeIt->first << ":" << &(nodeIt->second) <<
605                                " minSSAId: " << nodeIt->second.minSSAId << "\n";
606                        nodeIt->second.minSSAId =
607                                std::min(nodeIt->second.minSSAId, node.minSSAId);
608                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
609                                nodeIt->second.minSSAId });
610                    }
611                    ++entry.nextIt;
612                }
613                else
614                {
615                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
616                    ARDOut << "    Node: " <<
617                                entry.nodeIt->first << ":" << &node << " minSSAId: " <<
618                                node.minSSAId << "\n";
619                    minSSAStack.pop();
620                    if (!minSSAStack.empty())
621                    {
622                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
623                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
624                    }
625                }
626            }
627           
628            const size_t minSSAId = ssaGraphNodeIt->second.minSSAId;
629           
630            // skip visited nodes
631            for(; ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end(); ++ssaGraphNodeIt)
632                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
633                    break;
634            // zeroing visited
635            for (MinSSAGraphNode* node: toClear)
636            {
637                node->minSSAId = minSSAId; // fill up by minSSAId
638                node->visited = false;
639            }
640            toClear.clear();
641        }
642       
643        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
644            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
645       
646        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
647        entry.second = newReplaces;
648    }
649   
650    /* apply SSA id replaces */
651    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
652        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
653        {
654            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
655            if (it == ssaReplacesMap.end())
656                continue;
657            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
658            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
659            if (sinfo.readBeforeWrite)
660            {
661                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
662                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
663                if (rit != replaces.end())
664                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
665            }
666            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
667            {
668                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
669                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
670                if (rit != replaces.end())
671                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
672            }
673            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
674            {
675                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
676                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
677                if (rit != replaces.end())
678                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
679            }
680        }
681   
682    // clear ssa replaces
683    ssaReplacesMap.clear();
684}
685
686/*********
687 * createLivenesses stuff
688 *********/
689
690static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
691            const AsmSingleVReg& svreg)
692{
693    cxuint regType; // regtype
694    if (svreg.regVar!=nullptr)
695        regType = svreg.regVar->type;
696    else
697        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
698            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
699                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
700                break;
701    return regType;
702}
703
704static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
705        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
706        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
707{
708    size_t ssaId;
709    if (svreg.regVar==nullptr)
710        ssaId = 0;
711    else if (ssaIdIdx==0)
712        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
713    else if (ssaIdIdx==1)
714        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
715    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
716        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
717    else // last
718        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
719   
720    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
721    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
722    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndexMap.find(svreg)->second;
723    ARDOut << "lvn[" << regType << "][" << ssaIdIndices[ssaId] << "]. ssaIdIdx: " <<
724            ssaIdIdx << ". ssaId: " << ssaId << ". svreg: " << svreg.regVar << ":" <<
725            svreg.index << "\n";
726    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
727}
728
729static Liveness& getLiveness2(const AsmSingleVReg& svreg,
730        size_t ssaId, std::vector<Liveness>* livenesses,
731        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
732{
733    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
734    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
735    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndexMap.find(svreg)->second;
736    ARDOut << "lvn[" << regType << "][" << ssaIdIndices[ssaId] << "]. ssaId: " <<
737            ssaId << ". svreg: " << svreg.regVar << ":" << svreg.index << "\n";
738    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
739}
740
741
742static void applyToLiveCallTime(size_t block, Liveness& lv,
743            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
744            const std::unordered_map<size_t, size_t>& callLiveTimesMap)
745{
746    auto cit = callLiveTimesMap.find(block);
747    if (cit != callLiveTimesMap.end())
748    {
749        size_t callLiveTime = cit->second;
750        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[block];
751        for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
752            if (next.isCall)
753            {
754                const auto& allLvs= routineMap.find(next.block)->second.allLivenesses;
755                if (allLvs.find(&lv) == allLvs.end())
756                    // add callLiveTime only if vreg not present in routine
757                    lv.insert(callLiveTime, callLiveTime+1);
758                callLiveTime--;
759            }
760    }
761}
762
763static void fillUpInsideRoutine(std::vector<bool>& visited,
764            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
765            const std::unordered_map<size_t, size_t>& callLiveTimesMap,
766            size_t startBlock, const AsmSingleVReg& svreg, Liveness& lv)
767{
768    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
769    flowStack.push_back({ startBlock, 0 });
770   
771    if (lv.contain(codeBlocks[startBlock].end-1))
772        // already filled, then do nothing
773        return;
774   
775    while (!flowStack.empty())
776    {
777        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
778        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
779       
780        if (entry.nextIndex == 0)
781        {
782            if (!visited[entry.blockIndex])
783            {
784                visited[entry.blockIndex] = true;
785                size_t cbStart = cblock.start;
786                if (flowStack.size() == 1)
787                {
788                    // if first block, then get last occurrence in this path
789                    auto sinfoIt = cblock.ssaInfoMap.find(svreg);
790                    if (sinfoIt != cblock.ssaInfoMap.end())
791                        cbStart = sinfoIt->second.lastPos+1;
792                }
793                // just insert
794                lv.insert(cbStart, cblock.end);
795               
796                applyToLiveCallTime(entry.blockIndex, lv, codeBlocks, routineMap,
797                        callLiveTimesMap);
798            }
799            else
800            {
801                flowStack.pop_back();
802                continue;
803            }
804        }
805       
806        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
807        {
808            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
809            entry.nextIndex++;
810        }
811        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
812                // if have any call then go to next block
813                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
814                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
815        {
816            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
817            entry.nextIndex++;
818        }
819        else // back
820            flowStack.pop_back();
821    }
822}
823
824static void joinVRegRecur(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
825            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
826            const std::unordered_map<size_t, size_t>& callLiveTimesMap,
827            LastVRegStackPos flowStkStart, const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaId,
828            const VarIndexMap* vregIndexMaps, std::vector<Liveness>* livenesses,
829            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges, bool skipLastBlock = false)
830{
831    struct JoinEntry
832    {
833        size_t blockIndex; // block index where is call
834        size_t nextIndex; // next index of routine call
835        size_t lastAccessIndex; // last access pos index
836        bool inSubroutines;
837    };
838   
839    FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
840    if (skipLastBlock)
841        --flitEnd; // before last element
842    Liveness& lv = getLiveness2(svreg, ssaId, livenesses, vregIndexMaps,
843                    regTypesNum, regRanges);
844   
845    if (flitEnd != flowStack.begin())
846    {
847        const CodeBlock& cbLast = codeBlocks[(flitEnd-1)->blockIndex];
848        if (lv.contain(cbLast.end-1))
849            // if already filled up
850            return;
851    }
852   
853    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
854   
855    std::stack<JoinEntry> rjStack; // routine join stack
856    if (flowStkStart.inSubroutines)
857        rjStack.push({ flowStack[flowStkStart.stackPos].blockIndex, 0, 0, true });
858   
859    while (!rjStack.empty())
860    {
861        JoinEntry& entry = rjStack.top();
862        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
863       
864        if (entry.inSubroutines && entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
865        {
866            bool doNextIndex = false; // true if to next call
867            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
868            {
869                const RoutineDataLv& rdata =
870                        routineMap.find(cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second;
871                auto lastAccessIt = rdata.lastAccessMap.find(svreg);
872                if (lastAccessIt != rdata.lastAccessMap.end())
873                {
874                    if (entry.lastAccessIndex < lastAccessIt->second.size())
875                    {
876                        const auto& lastAccess =
877                                lastAccessIt->second[entry.lastAccessIndex];
878                        rjStack.push({ lastAccess.blockIndex, 0,
879                                    0, lastAccess.inSubroutines });
880                        entry.lastAccessIndex++;
881                    }
882                    else
883                        doNextIndex = true;
884                }
885                else
886                    doNextIndex = true;
887            }
888            else
889                doNextIndex = true;
890           
891            if (doNextIndex)
892            {
893                // to next call
894                entry.nextIndex++;
895                entry.lastAccessIndex = 0;
896            }
897        }
898        else
899        {
900            // fill up next block in path (do not fill start block)
901            /* if inSubroutines, then first block
902             * (that with subroutines calls) will be skipped */
903            fillUpInsideRoutine(visited, codeBlocks, routineMap, callLiveTimesMap,
904                    entry.blockIndex + (entry.inSubroutines), svreg, lv);
905            rjStack.pop();
906        }
907    }
908   
909    auto flit = flowStack.begin() + flowStkStart.stackPos + (flowStkStart.inSubroutines);
910    const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
911   
912    applyToLiveCallTime(flit->blockIndex, lv, codeBlocks, routineMap, callLiveTimesMap);
913   
914    auto sinfoIt = lastBlk.ssaInfoMap.find(svreg);
915    size_t lastPos = lastBlk.start;
916    if (sinfoIt != lastBlk.ssaInfoMap.end())
917    {
918        // if begin at some point at last block
919        lastPos = sinfoIt->second.lastPos;
920        lv.insert(lastPos + 1, lastBlk.end);
921        ++flit; // skip last block in stack
922    }
923    // fill up to this
924    for (; flit != flitEnd; ++flit)
925    {
926        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
927        applyToLiveCallTime(flit->blockIndex, lv, codeBlocks,
928                        routineMap, callLiveTimesMap);
929        lv.insert(cblock.start, cblock.end);
930    }
931}
932
933/* handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
934 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
935 */
936
937/* join livenesses between consecutive code blocks */
938static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
939        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
940        const std::unordered_map<size_t, size_t>& callLiveTimesMap,
941        const LastVRegMap& lastVRegMap, std::vector<Liveness>* livenesses,
942        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
943{
944    ARDOut << "putCrossBlockLv block: " << flowStack.back().blockIndex << "\n";
945    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
946    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
947        if (entry.second.readBeforeWrite)
948        {
949            // find last
950            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
951            LastVRegStackPos flowStackStart = (lvrit != lastVRegMap.end()) ?
952                lvrit->second.back() : LastVRegStackPos{ 0, false };
953           
954            joinVRegRecur(flowStack, codeBlocks, routineMap, callLiveTimesMap,
955                    flowStackStart, entry.first, entry.second.ssaIdBefore,
956                    vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
957        }
958}
959
960// add new join second cache entry with readBeforeWrite for all encountered regvars
961static void addJoinSecCacheEntry(const RoutineLvMap& routineMap,
962                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
963                SimpleCache<size_t, SVRegMap>& joinSecondPointsCache,
964                size_t nextBlock)
965{
966    ARDOut << "addJoinSecCacheEntry: " << nextBlock << "\n";
967    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
968    // traverse by graph from next block
969    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
970    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
971    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
972   
973    SVRegBlockMap alreadyReadMap;
974    SVRegMap cacheSecPoints;
975   
976    while (!flowStack.empty())
977    {
978        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
979        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
980       
981        if (entry.nextIndex == 0)
982        {
983            // process current block
984            if (!visited[entry.blockIndex])
985            {
986                visited[entry.blockIndex] = true;
987                ARDOut << "  resolv (cache): " << entry.blockIndex << "\n";
988               
989                const SVRegMap* resSecondPoints =
990                            joinSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
991                if (resSecondPoints == nullptr)
992                {
993                    // if joinSecondPointCache not found
994                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
995                    {
996                        const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
997                        auto res = alreadyReadMap.insert(
998                                    { sentry.first, entry.blockIndex });
999                       
1000                        if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
1001                            cacheSecPoints[sentry.first] = sinfo.ssaIdBefore;
1002                    }
1003                }
1004                else // to use cache
1005                {
1006                    // add to current cache sec points
1007                    for (const auto& rsentry: *resSecondPoints)
1008                    {
1009                        const bool alreadyRead =
1010                            alreadyReadMap.find(rsentry.first) != alreadyReadMap.end();
1011                        if (!alreadyRead)
1012                            cacheSecPoints[rsentry.first] = rsentry.second;
1013                    }
1014                    flowStack.pop_back();
1015                    continue;
1016                }
1017            }
1018            else
1019            {
1020                // back, already visited
1021                ARDOut << "join already (cache): " << entry.blockIndex << "\n";
1022                flowStack.pop_back();
1023                continue;
1024            }
1025        }
1026       
1027        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1028        {
1029            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1030            entry.nextIndex++;
1031        }
1032        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1033                // if have any call then go to next block
1034                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1035                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1036        {
1037            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1038            for (const auto& next: cblock.nexts)
1039                if (next.isCall)
1040                {
1041                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1042                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1043                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1044                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1045                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1046                }
1047           
1048            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1049            entry.nextIndex++;
1050        }
1051        else // back
1052        {
1053            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1054            // before write (can be different due to earlier visit)
1055            for (const auto& next: cblock.nexts)
1056                if (next.isCall)
1057                {
1058                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1059                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1060                    {
1061                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1062                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1063                            alreadyReadMap.erase(it);
1064                    }
1065                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1066                    {
1067                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1068                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1069                            alreadyReadMap.erase(it);
1070                    }
1071                }
1072           
1073            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1074            {
1075                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1076                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1077                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1078                    // before write (can be different due to earlier visit)
1079                    alreadyReadMap.erase(it);
1080            }
1081            ARDOut << "  popjoin (cache)\n";
1082            flowStack.pop_back();
1083        }
1084    }
1085   
1086    joinSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1087}
1088
1089// apply calls (changes from these calls) from code blocks to stack var map
1090static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock, const RoutineLvMap& routineMap,
1091        LastStackPosMap& stackVarMap, size_t pfPos, size_t nextIndex)
1092{
1093    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1094        if (next.isCall)
1095        {
1096            ARDOut << "  japplycall: " << pfPos << ": " <<
1097                    nextIndex << ": " << next.block << "\n";
1098            const LastAccessMap& regVarMap =
1099                    routineMap.find(next.block)->second.lastAccessMap;
1100            for (const auto& sentry: regVarMap)
1101                stackVarMap[sentry.first] = LastVRegStackPos{ pfPos, true };
1102        }
1103}
1104
1105static void joinRegVarLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& prevFlowStack,
1106        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
1107        const std::unordered_map<size_t, size_t>& callLiveTimesMap,
1108        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
1109        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
1110        SimpleCache<size_t, LastStackPosMap>& joinFirstPointsCache,
1111        SimpleCache<size_t, SVRegMap>& joinSecondPointsCache,
1112        const VarIndexMap* vregIndexMaps,
1113        std::vector<Liveness>* livenesses, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1114{
1115    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
1116    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
1117    --pfEnd;
1118    ARDOut << "startJoinLv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << "\n";
1119    // key - varreg, value - last position in previous flowStack
1120    LastStackPosMap stackVarMap;
1121   
1122    size_t pfStartIndex = 0;
1123    {
1124        auto pfPrev = pfEnd;
1125        --pfPrev;
1126        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
1127        if (it != prevWaysIndexMap.end())
1128        {
1129            const LastStackPosMap* cached = joinFirstPointsCache.use(it->second.first);
1130            if (cached!=nullptr)
1131            {
1132                ARDOut << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
1133                        it->second.second << "\n";
1134                stackVarMap = *cached;
1135                pfStartIndex = it->second.second+1;
1136               
1137                // apply missing calls at end of the cached
1138                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
1139               
1140                const FlowStackEntry3& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
1141                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1142                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1143                                    pfStartIndex-1, -1);
1144            }
1145        }
1146    }
1147   
1148    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
1149    {
1150        const FlowStackEntry3& entry = *pfit;
1151        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1152        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1153            stackVarMap[sentry.first] = { size_t(pfit - prevFlowStack.begin()), false };
1154       
1155        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1156            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1157                        pfit - prevFlowStack.begin(), entry.nextIndex);
1158       
1159        // put to first point cache
1160        if (waysToCache[pfit->blockIndex] &&
1161            !joinFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1162        {
1163            ARDOut << "put pfcache " << pfit->blockIndex << "\n";
1164            joinFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1165        }
1166    }
1167   
1168    SVRegMap cacheSecPoints;
1169    const bool toCache = (!joinSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1170                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1171   
1172    // traverse by graph from next block
1173    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1174    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1175    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1176   
1177    // already read in current path
1178    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1179    SVRegMap alreadyReadMap;
1180   
1181    while (!flowStack.empty())
1182    {
1183        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1184        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1185       
1186        if (entry.nextIndex == 0)
1187        {
1188            // process current block
1189            if (!visited[entry.blockIndex])
1190            {
1191                visited[entry.blockIndex] = true;
1192                ARDOut << "  lvjoin: " << entry.blockIndex << "\n";
1193               
1194                const SVRegMap* joinSecondPoints =
1195                        joinSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1196               
1197                if (joinSecondPoints == nullptr)
1198                    for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1199                    {
1200                        const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1201                        auto res = alreadyReadMap.insert(
1202                                    { sentry.first, entry.blockIndex });
1203                       
1204                        if (toCache)
1205                            cacheSecPoints[sentry.first] = sinfo.ssaIdBefore;
1206                       
1207                        if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
1208                        {
1209                            auto it = stackVarMap.find(sentry.first);
1210                            LastVRegStackPos stackPos = (it != stackVarMap.end() ?
1211                                        it->second : LastVRegStackPos{ 0, false });
1212                           
1213                            joinVRegRecur(prevFlowStack, codeBlocks, routineMap,
1214                                callLiveTimesMap, stackPos,
1215                                sentry.first, sentry.second.ssaIdBefore, vregIndexMaps,
1216                                livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
1217                        }
1218                    }
1219                else
1220                {
1221                    ARDOut << "use join secPointCache: " << entry.blockIndex << "\n";
1222                    // add to current cache sec points
1223                    for (const auto& rsentry: *joinSecondPoints)
1224                    {
1225                        const bool alreadyRead =
1226                            alreadyReadMap.find(rsentry.first) != alreadyReadMap.end();
1227                       
1228                        if (!alreadyRead)
1229                        {
1230                            if (toCache)
1231                                cacheSecPoints[rsentry.first] = rsentry.second;
1232                           
1233                            auto it = stackVarMap.find(rsentry.first);
1234                            LastVRegStackPos stackPos = (it != stackVarMap.end() ?
1235                                        it->second : LastVRegStackPos{ 0, false });
1236                           
1237                            joinVRegRecur(prevFlowStack, codeBlocks, routineMap,
1238                                callLiveTimesMap, stackPos,
1239                                rsentry.first, rsentry.second, vregIndexMaps,
1240                                livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
1241                        }
1242                    }
1243                    flowStack.pop_back();
1244                    continue;
1245                }
1246            }
1247            else
1248            {
1249                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1250                ARDOut << "jcblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1251                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << "\n";
1252                // back, already visited
1253                ARDOut << "join already: " << entry.blockIndex << "\n";
1254                flowStack.pop_back();
1255                continue;
1256            }
1257        }
1258       
1259        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1260        {
1261            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1262            entry.nextIndex++;
1263        }
1264        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1265                // if have any call then go to next block
1266                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1267                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1268        {
1269            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1270            for (const auto& next: cblock.nexts)
1271                if (next.isCall)
1272                {
1273                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1274                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1275                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1276                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1277                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1278                }
1279           
1280            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1281            entry.nextIndex++;
1282        }
1283        else // back
1284        {
1285            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1286            // before write (can be different due to earlier visit)
1287            for (const auto& next: cblock.nexts)
1288                if (next.isCall)
1289                {
1290                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1291                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1292                    {
1293                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1294                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1295                            alreadyReadMap.erase(it);
1296                    }
1297                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1298                    {
1299                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1300                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1301                            alreadyReadMap.erase(it);
1302                    }
1303                }
1304           
1305            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1306            {
1307                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1308                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1309                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1310                    // before write (can be different due to earlier visit)
1311                    alreadyReadMap.erase(it);
1312            }
1313            ARDOut << "  popjoin\n";
1314           
1315            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1316                !joinSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1317                // add to cache
1318                addJoinSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, joinSecondPointsCache,
1319                            entry.blockIndex);
1320           
1321            flowStack.pop_back();
1322        }
1323    }
1324   
1325    if (toCache)
1326        joinSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1327}
1328
1329static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, cxuint rvusNum,
1330            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
1331            const VarIndexMap* vregIndexMaps, const SVRegMap& ssaIdIdxMap,
1332            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1333{
1334    // add linear deps
1335    cxuint count = ldeps[0];
1336    cxuint pos = 1;
1337    cxbyte rvuAdded = 0;
1338    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
1339    {
1340        cxuint ccount = ldeps[pos++];
1341        std::vector<size_t> vidxes;
1342        cxuint regType = UINT_MAX;
1343        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
1344        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
1345        {
1346            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
1347            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
1348            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
1349            {
1350                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
1351                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
1352                if (regType==UINT_MAX)
1353                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1354                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1355                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1356                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
1357                // push variable index
1358                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
1359            }
1360        }
1361        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
1362        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
1363        {
1364            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.insertValue(vidxes[k]);
1365            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.insertValue(vidxes[k-1]);
1366        }
1367    }
1368    // add single arg linear dependencies
1369    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
1370        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
1371        {
1372            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
1373            std::vector<size_t> vidxes;
1374            cxuint regType = UINT_MAX;
1375            cxbyte align = rvus[i].align;
1376            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
1377            {
1378                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
1379                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
1380                assert(sit != ssaIdIdxMap.end());
1381                if (regType==UINT_MAX)
1382                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1383                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1384                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1385                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
1386                // push variable index
1387                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
1388            }
1389            ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
1390            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
1391            {
1392                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.insertValue(vidxes[j]);
1393                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.insertValue(vidxes[j-1]);
1394            }
1395        }
1396}
1397
1398static void joinRoutineDataLv(RoutineDataLv& dest, RoutineCurAccessMap& curSVRegMap,
1399            FlowStackEntry4& entry, const RoutineDataLv& src)
1400{
1401    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1402    dest.allLivenesses.insert(src.allLivenesses.begin(), src.allLivenesses.end());
1403   
1404    // join source lastAccessMap with curSVRegMap
1405    for (const auto& sentry: src.lastAccessMap)
1406    {
1407        auto res = curSVRegMap.insert({ sentry.first, { entry.blockIndex, true } });
1408        if (!res.second)
1409        {   // not added because is present in map
1410            if (res.first->second.blockIndex != entry.blockIndex)
1411                entry.prevCurSVRegMap.insert(*res.first);
1412            // otherwise, it is same code block but inside routines
1413            // and do not change prevCurSVRegMap for revert
1414            // update entry
1415            res.first->second = { entry.blockIndex, true };
1416        }
1417        else
1418            entry.prevCurSVRegMap.insert({ sentry.first, { SIZE_MAX, true } });
1419    }
1420}
1421
1422static void createRoutineDataLv(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1423        const RoutineLvMap& routineMap, RoutineDataLv& rdata,
1424        size_t routineBlock, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
1425        std::vector<Liveness>* livenesses, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1426{
1427    std::deque<FlowStackEntry4> flowStack;
1428    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1429   
1430    // already read in current path
1431    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1432    SVRegMap alreadyReadMap;
1433   
1434    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1435    RoutineCurAccessMap curSVRegMap; // key - svreg, value - block index
1436   
1437    while (!flowStack.empty())
1438    {
1439        FlowStackEntry4& entry = flowStack.back();
1440        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1441       
1442        if (entry.nextIndex == 0)
1443        {
1444            // process current block
1445            if (!visited[entry.blockIndex])
1446            {
1447                visited[entry.blockIndex] = true;
1448               
1449                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1450                {
1451                    if (sentry.second.readBeforeWrite)
1452                        if (alreadyReadMap.insert(
1453                                    { sentry.first, entry.blockIndex }).second)
1454                            rdata.rbwSSAIdMap.insert({ sentry.first,
1455                                        sentry.second.ssaIdBefore });
1456                   
1457                    auto res = curSVRegMap.insert({ sentry.first,
1458                        LastAccessBlockPos{ entry.blockIndex, false } });
1459                    if (!res.second)
1460                    {   // not added because is present in map
1461                        entry.prevCurSVRegMap.insert(*res.first);
1462                        res.first->second = { entry.blockIndex, false };
1463                    }
1464                    else
1465                        entry.prevCurSVRegMap.insert(
1466                                        { sentry.first, { SIZE_MAX, false } });
1467                   
1468                    // all SSAs
1469                    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1470                    const AsmSingleVReg& svreg = sentry.first;
1471                    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1472                    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1473                    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1474                                vregIndexMap.find(svreg)->second;
1475                   
1476                    // add SSA indices to allSSAs
1477                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1478                        rdata.allLivenesses.insert(livenesses[regType].data() +
1479                                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore]);
1480                    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1481                    {
1482                        rdata.allLivenesses.insert(livenesses[regType].data() +
1483                                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst]);
1484                        for (size_t i = 1; i < sinfo.ssaIdChange; i++)
1485                            rdata.allLivenesses.insert(livenesses[regType].data() +
1486                                        ssaIdIndices[sinfo.ssaId+i]);
1487                        rdata.allLivenesses.insert(livenesses[regType].data() + 
1488                                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast]);
1489                    }
1490                }
1491            }
1492            else
1493            {
1494                flowStack.pop_back();
1495                continue;
1496            }
1497        }
1498       
1499        // join and skip calls
1500        {
1501            std::vector<size_t> calledRoutines;
1502            for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1503                        cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1504            {
1505                size_t rblock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1506                if (rblock != routineBlock)
1507                    calledRoutines.push_back(rblock);
1508            }
1509           
1510            for (size_t srcRoutBlock: calledRoutines)
1511                joinRoutineDataLv(rdata, curSVRegMap, entry,
1512                        routineMap.find(srcRoutBlock)->second);
1513        }
1514       
1515        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1516        {
1517            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1518            entry.nextIndex++;
1519        }
1520        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1521                // if have any call then go to next block
1522                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1523                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1524        {
1525            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1526            entry.nextIndex++;
1527        }
1528        else
1529        {
1530            if (cblock.haveReturn)
1531            {
1532                // handle return
1533                // add curSVReg access positions to lastAccessMap
1534                for (const auto& entry: curSVRegMap)
1535                {
1536                    auto res = rdata.lastAccessMap.insert({ entry.first,
1537                                    { entry.second } });
1538                    if (!res.second)
1539                        res.first->second.insertValue(entry.second);
1540                }
1541            }
1542            // revert curSVRegMap
1543            for (const auto& sentry: entry.prevCurSVRegMap)
1544                if (sentry.second.blockIndex != SIZE_MAX)
1545                    curSVRegMap.find(sentry.first)->second = sentry.second;
1546                else // no before that
1547                    curSVRegMap.erase(sentry.first);
1548           
1549            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1550            {
1551                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1552                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1553                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1554                    // before write (can be different due to earlier visit)
1555                    alreadyReadMap.erase(it);
1556            }
1557            ARDOut << "  popjoin\n";
1558            flowStack.pop_back();
1559        }
1560    }
1561}
1562
1563static inline void revertLastSVReg(LastVRegMap& lastVRegMap, const AsmSingleVReg& svreg)
1564{
1565    auto lvrit = lastVRegMap.find(svreg);
1566    if (lvrit != lastVRegMap.end())
1567    {
1568        std::vector<LastVRegStackPos>& lastPos = lvrit->second;
1569        lastPos.pop_back();
1570        if (lastPos.empty()) // just remove from lastVRegs
1571            lastVRegMap.erase(lvrit);
1572    }
1573}
1574
1575/* TODO: handling livenesses between routine call:
1576 *   for any routine call in call point:
1577 *     add extra liveness point which will be added to liveness of the vars used between
1578 *     call point and to liveness of the vars used inside routine
1579 */
1580
1581void AsmRegAllocator::createLivenesses(ISAUsageHandler& usageHandler)
1582{
1583    ARDOut << "----- createLivenesses ------\n";
1584    // construct var index maps
1585    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1586    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+MAX_REGTYPES_NUM, size_t(0));
1587    size_t regTypesNum;
1588    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1589   
1590    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
1591        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
1592        {
1593            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
1594            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
1595            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
1596            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
1597            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
1598            size_t ssaIdCount = 0;
1599            if (sinfo.readBeforeWrite)
1600                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
1601            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1602            {
1603                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
1604                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1);
1605                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
1606            }
1607            // if not readBeforeWrite and neither ssaIdChanges but it is write to
1608            // normal register
1609            if (entry.first.regVar==nullptr)
1610                ssaIdCount = 1;
1611           
1612            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
1613                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
1614           
1615            // set liveness index to ssaIdIndices
1616            if (sinfo.readBeforeWrite)
1617            {
1618                if (ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] == SIZE_MAX)
1619                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
1620            }
1621            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1622            {
1623                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
1624                if (ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] == SIZE_MAX)
1625                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
1626                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
1627                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
1628                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
1629                if (ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] == SIZE_MAX)
1630                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
1631            }
1632            // if not readBeforeWrite and neither ssaIdChanges but it is write to
1633            // normal register
1634            if (entry.first.regVar==nullptr && ssaIdIndices[0] == SIZE_MAX)
1635                ssaIdIndices[0] = graphVregsCount++;
1636        }
1637   
1638    // construct vreg liveness
1639    std::deque<CallStackEntry2> callStack;
1640    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1641    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1642    // hold last vreg ssaId and position
1643    LastVRegMap lastVRegMap;
1644   
1645    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1646    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1647    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1648    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1649    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1650    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1651   
1652    size_t rbwCount = 0;
1653    size_t wrCount = 0;
1654   
1655    RoutineLvMap routineMap;
1656    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
1657    std::unordered_map<size_t, size_t> callLiveTimesMap;
1658   
1659    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
1660        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
1661   
1662    // callLiveTime - call live time where routine will be called
1663    // reverse counted, begin from SIZE_MAX, used for joining svreg from routines
1664    // and svreg used in this time
1665    size_t callLiveTime = SIZE_MAX-1;
1666    size_t curLiveTime = 0;
1667    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1668   
1669    while (!flowStack.empty())
1670    {
1671        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1672        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1673       
1674        if (entry.nextIndex == 0)
1675        {
1676            curLiveTime = cblock.start;
1677            // process current block
1678            if (!visited[entry.blockIndex])
1679            {
1680                visited[entry.blockIndex] = true;
1681                ARDOut << "joinpush: " << entry.blockIndex << "\n";
1682                if (flowStack.size() > 1)
1683                    putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, routineMap, 
1684                            callLiveTimesMap, lastVRegMap,
1685                            livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1686                // update last vreg position
1687                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1688                {
1689                    // update
1690                    auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first,
1691                                { { flowStack.size()-1, false } } });
1692                    if (!res.second) // if not first seen, just update
1693                        // update last
1694                        res.first->second.push_back({ flowStack.size()-1, false });
1695                   
1696                    // count read before writes (for cache weight)
1697                    if (sentry.second.readBeforeWrite)
1698                        rbwCount++;
1699                    if (sentry.second.ssaIdChange!=0)
1700                        wrCount++;
1701                }
1702               
1703                // main routine to handle ssaInfos
1704                SVRegMap ssaIdIdxMap;
1705                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
1706                cxuint instrRVUsCount = 0;
1707               
1708                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
1709                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
1710                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
1711               
1712                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
1713                // register in liveness
1714                while (true)
1715                {
1716                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
1717                    bool hasNext = false;
1718                    if (usageHandler.hasNext() && oldOffset < cblock.end)
1719                    {
1720                        hasNext = true;
1721                        rvu = usageHandler.nextUsage();
1722                    }
1723                    const size_t liveTime = oldOffset;
1724                    if ((!hasNext || rvu.offset > oldOffset) && oldOffset < cblock.end)
1725                    {
1726                        ARDOut << "apply to liveness. offset: " << oldOffset << "\n";
1727                        // apply to liveness
1728                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
1729                        {
1730                            auto svrres = ssaIdIdxMap.insert({ svreg, 0 });
1731                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, svrres.first->second,
1732                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
1733                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1734                            if (svrres.second)
1735                                // begin region from this block
1736                                lv.newRegion(curLiveTime);
1737                            lv.expand(liveTime);
1738                        }
1739                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
1740                        {
1741                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
1742                            ssaIdIdx++;
1743                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
1744                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
1745                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1746                            // works only with ISA where smallest instruction have 2 bytes!
1747                            // after previous read, but not after instruction.
1748                            // if var is not used anywhere then this liveness region
1749                            // blocks assignment for other vars
1750                            lv.insert(liveTime+1, liveTime+2);
1751                        }
1752                        // get linear deps and equal to
1753                        cxbyte lDeps[16];
1754                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs, lDeps);
1755                       
1756                        addUsageDeps(lDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
1757                                linearDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
1758                                regTypesNum, regRanges);
1759                       
1760                        readSVRegs.clear();
1761                        writtenSVRegs.clear();
1762                        if (!hasNext)
1763                            break;
1764                        oldOffset = rvu.offset;
1765                        instrRVUsCount = 0;
1766                    }
1767                    if (hasNext && oldOffset < cblock.end && !rvu.useRegMode)
1768                        instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
1769                    if (oldOffset >= cblock.end)
1770                        break;
1771                   
1772                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1773                    {
1774                        // per register/singlvreg
1775                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
1776                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1777                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
1778                        else // read or treat as reading // expand previous region
1779                            readSVRegs.push_back(svreg);
1780                    }
1781                }
1782            }
1783            else
1784            {
1785                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1786                ARDOut << "jcblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1787                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << "\n";
1788               
1789                // back, already visited
1790                flowStack.pop_back();
1791               
1792                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1793                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1794                {
1795                    // mark point of way to cache (res first point)
1796                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1797                    ARDOut << "mark to pfcache " <<
1798                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1799                            curWayBIndex << "\n";
1800                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1801                }
1802                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1803                ARDOut << "lastCcwP: " << curWayBIndex << "\n";
1804                continue;
1805            }
1806        }
1807       
1808        if (!callStack.empty() &&
1809            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1810            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1811        {
1812            ARDOut << " ret: " << entry.blockIndex << "\n";
1813            auto res = routineMap.insert({ entry.blockIndex, { } });
1814            if (res.second)
1815                createRoutineDataLv(codeBlocks, routineMap, res.first->second,
1816                        entry.blockIndex, vregIndexMaps, livenesses,
1817                        regTypesNum, regRanges);
1818            else
1819            {
1820                // already added join livenesses from all readBeforeWrites
1821                for (const auto& entry: res.first->second.rbwSSAIdMap)
1822                {
1823                    // find last
1824                    auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
1825                    LastVRegStackPos flowStackStart = (lvrit != lastVRegMap.end()) ?
1826                            lvrit->second.back() : LastVRegStackPos{ 0, false };
1827                   
1828                    joinVRegRecur(flowStack, codeBlocks, routineMap,
1829                            callLiveTimesMap, flowStackStart,
1830                            entry.first, entry.second, vregIndexMaps,
1831                            livenesses, regTypesNum, regRanges, false);
1832                }
1833            }
1834            callStack.pop_back(); // just return from call
1835        }
1836       
1837        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1838        {
1839            //bool isCall = false;
1840            size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1841            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1842            {
1843                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1844                //isCall = true;
1845            }
1846           
1847            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1848            entry.nextIndex++;
1849        }
1850        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1851                // if have any call then go to next block
1852                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1853                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1854        {
1855            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1856            {
1857                callLiveTimesMap.insert({ entry.blockIndex, callLiveTime });
1858               
1859                std::unordered_set<AsmSingleVReg> regSVRegs;
1860                // just add last access of svreg from call routines to lastVRegMap
1861                // and join svregs from routine with svreg used at this time
1862                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1863                    if (next.isCall)
1864                    {
1865                        const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1866                        for (const auto& entry: rdata.lastAccessMap)
1867                            if (regSVRegs.insert(entry.first).second)
1868                            {
1869                                auto res = lastVRegMap.insert({ entry.first,
1870                                        { { flowStack.size()-1, true } } });
1871                                if (!res.second) // if not first seen, just update
1872                                    // update last
1873                                    res.first->second.push_back(
1874                                                { flowStack.size()-1, true });
1875                            }
1876                       
1877                        for(Liveness* lv: rdata.allLivenesses)
1878                            lv->insert(callLiveTime, callLiveTime+1);
1879                        callLiveTime--;
1880                    }
1881            }
1882           
1883            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1884            entry.nextIndex++;
1885        }
1886        else // back
1887        {
1888            // revert lastSSAIdMap
1889            flowStack.pop_back();
1890           
1891            // revert lastVRegs in call
1892            std::unordered_set<AsmSingleVReg> revertedSVRegs;
1893            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1894                if (next.isCall)
1895                {
1896                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1897                    for (const auto& entry: rdata.lastAccessMap)
1898                        if (revertedSVRegs.insert(entry.first).second)
1899                            revertLastSVReg(lastVRegMap, entry.first);
1900                }
1901           
1902            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1903                revertLastSVReg(lastVRegMap, sentry.first);
1904           
1905            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1906                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1907            {
1908                lastCommonCacheWayPoint =
1909                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1910                ARDOut << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << "\n";
1911            }
1912        }
1913    }
1914   
1915    // after, that resolve joins (join with already visited code)
1916    // SVRegMap in this cache: key - vreg, value - last flowStack entry position
1917    SimpleCache<size_t, LastStackPosMap> joinFirstPointsCache(wrCount<<1);
1918    // SVRegMap in this cache: key - vreg, value - first readBefore in second part
1919    SimpleCache<size_t, SVRegMap> joinSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1920   
1921    flowStack.clear();
1922    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1923   
1924    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1925   
1926    while (!flowStack.empty())
1927    {
1928        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1929        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1930       
1931        if (entry.nextIndex == 0)
1932        {
1933            // process current block
1934            if (!visited[entry.blockIndex])
1935                visited[entry.blockIndex] = true;
1936            else
1937            {
1938                joinRegVarLivenesses(flowStack, codeBlocks, routineMap, callLiveTimesMap,
1939                        prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
1940                        joinFirstPointsCache, joinSecondPointsCache,
1941                        vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges);
1942                // back, already visited
1943                flowStack.pop_back();
1944                continue;
1945            }
1946        }
1947       
1948        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1949        {
1950            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1951            entry.nextIndex++;
1952        }
1953        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1954                // if have any call then go to next block
1955                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1956                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1957        {
1958            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1959            entry.nextIndex++;
1960        }
1961        else // back
1962        {
1963            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1964                !joinSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1965                // add to cache
1966                addJoinSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, joinSecondPointsCache,
1967                            entry.blockIndex);
1968            flowStack.pop_back();
1969        }
1970    }
1971   
1972    // move livenesses to AsmRegAllocator outLivenesses
1973    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
1974    {
1975        std::vector<Liveness>& livenesses2 = livenesses[regType];
1976        Array<OutLiveness>& outLivenesses2 = outLivenesses[regType];
1977        outLivenesses2.resize(livenesses2.size());
1978        for (size_t li = 0; li < livenesses2.size(); li++)
1979        {
1980            outLivenesses2[li].resize(livenesses2[li].l.size());
1981            std::copy(livenesses2[li].l.begin(), livenesses2[li].l.end(),
1982                      outLivenesses2[li].begin());
1983            livenesses2[li].clear();
1984        }
1985        livenesses2.clear();
1986    }
1987}
1988
1989void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph()
1990{
1991    /// construct liveBlockMaps
1992    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
1993    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
1994    {
1995        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
1996        Array<OutLiveness>& liveness = outLivenesses[regType];
1997        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
1998        {
1999            OutLiveness& lv = liveness[li];
2000            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv)
2001                if (blk.first != blk.second)
2002                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2003            lv.clear();
2004        }
2005        liveness.clear();
2006    }
2007   
2008    // create interference graphs
2009    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2010    {
2011        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2012        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2013        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2014       
2015        auto lit = liveBlockMap.begin();
2016        size_t rangeStart = 0;
2017        if (lit != liveBlockMap.end())
2018            rangeStart = lit->start;
2019        while (lit != liveBlockMap.end())
2020        {
2021            const size_t blkStart = lit->start;
2022            const size_t blkEnd = lit->end;
2023            size_t rangeEnd = blkEnd;
2024            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2025            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2026            // collect from this range, variable indices
2027            std::set<size_t> varIndices;
2028            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2029                varIndices.insert(lit2->vidx);
2030            // push to intergraph as full subgGraph
2031            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2032                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2033                    if (vit != vit2)
2034                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2035            // go to next live blocks
2036            rangeStart = rangeEnd;
2037            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2038                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2039                    break;
2040            if (lit == liveBlockMap.end())
2041                break; //
2042            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2043        }
2044    }
2045}
2046
2047/* algorithm to allocate regranges:
2048 * from smallest regranges to greatest regranges:
2049 *   choosing free register: from smallest free regranges
2050 *      to greatest regranges:
2051 *         in this same regrange:
2052 *               try to find free regs in regranges
2053 *               try to link free ends of two distinct regranges
2054 */
2055
2056void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2057{
2058    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2059                    assembler.deviceType);
2060   
2061    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2062    {
2063        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2064        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2065        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2066        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2067       
2068        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2069        gcMap.resize(nodesNum);
2070        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2071        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2072        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2073       
2074        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2075        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2076        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2077            nodeSet.insert(i);
2078       
2079        cxuint colorsNum = 0;
2080        // firstly, allocate real registers
2081        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2082            if (entry.first.regVar == nullptr)
2083                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2084       
2085        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2086        {
2087            size_t node = *nodeSet.begin();
2088            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2089                continue; // already colored
2090            size_t color = 0;
2091           
2092            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2093            {
2094                // find first usable color
2095                bool thisSame = false;
2096                for (size_t nb: interGraph[node])
2097                    if (gcMap[nb] == color)
2098                    {
2099                        thisSame = true;
2100                        break;
2101                    }
2102                if (!thisSame)
2103                    break;
2104            }
2105            if (color==colorsNum) // add new color if needed
2106            {
2107                if (colorsNum >= maxColorsNum)
2108                    throw AsmException("Too many register is needed");
2109                colorsNum++;
2110            }
2111           
2112            gcMap[node] = color;
2113            // update SDO for node
2114            bool colorExists = false;
2115            for (size_t nb: interGraph[node])
2116                if (gcMap[nb] == color)
2117                {
2118                    colorExists = true;
2119                    break;
2120                }
2121            if (!colorExists)
2122                sdoCounts[node]++;
2123            // update SDO for neighbors
2124            for (size_t nb: interGraph[node])
2125            {
2126                colorExists = false;
2127                for (size_t nb2: interGraph[nb])
2128                    if (gcMap[nb2] == color)
2129                    {
2130                        colorExists = true;
2131                        break;
2132                    }
2133                if (!colorExists)
2134                {
2135                    if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2136                        nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
2137                    sdoCounts[nb]++;
2138                    if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2139                        nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
2140                }
2141            }
2142           
2143            gcMap[node] = color;
2144        }
2145    }
2146}
2147
2148void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
2149{
2150    // before any operation, clear all
2151    codeBlocks.clear();
2152    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
2153    {
2154        graphVregsCounts[i] = 0;
2155        vregIndexMaps[i].clear();
2156        interGraphs[i].clear();
2157        linearDepMaps[i].clear();
2158        graphColorMaps[i].clear();
2159    }
2160    ssaReplacesMap.clear();
2161    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
2162    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
2163   
2164    // set up
2165    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
2166    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
2167    createSSAData(*section.usageHandler);
2168    applySSAReplaces();
2169    createLivenesses(*section.usageHandler);
2170    createInterferenceGraph();
2171    colorInterferenceGraph();
2172}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.