source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 4121

Last change on this file since 4121 was 4121, checked in by matszpk, 12 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: MSVC error fix.

File size: 87.7 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 void getLivenessIndex(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
705        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo,
706        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
707        cxuint& regType, size_t& lvIndex)
708{
709    size_t ssaId;
710    if (svreg.regVar==nullptr)
711        ssaId = 0;
712    else if (ssaIdIdx==0)
713        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
714    else if (ssaIdIdx==1)
715        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
716    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
717        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
718    else // last
719        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
720   
721    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
722    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
723    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndexMap.find(svreg)->second;
724    /*ARDOut << "lvn[" << regType << "][" << ssaIdIndices[ssaId] << "]. ssaIdIdx: " <<
725            ssaIdIdx << ". ssaId: " << ssaId << ". svreg: " << svreg.regVar << ":" <<
726            svreg.index << "\n";*/
727    //return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
728    lvIndex = ssaIdIndices[ssaId];
729}
730
731static inline Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
732        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
733        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
734{
735    cxuint regType;
736    size_t lvIndex;
737    getLivenessIndex(svreg, ssaIdIdx, ssaInfo, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges,
738            regType, lvIndex);
739    return livenesses[regType][lvIndex];
740}
741
742static void getLiveness2Index(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaId,
743        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
744        cxuint& regType, size_t& lvIndex)
745{
746    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
747    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
748    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndexMap.find(svreg)->second;
749    /*ARDOut << "lvn[" << regType << "][" << ssaIdIndices[ssaId] << "]. ssaId: " <<
750            ssaId << ". svreg: " << svreg.regVar << ":" << svreg.index << "\n";*/
751    lvIndex = ssaIdIndices[ssaId];
752}
753
754
755static void addVVRegsToCallEntry(size_t blockIndex, cxuint regType, size_t lvIndex,
756            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
757            std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varCallMap,
758            const std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varRoutineMap)
759{
760    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[blockIndex];
761    if (cblock.haveCalls)
762    {
763        VVarSetEntry& varCallEntry = varCallMap[blockIndex];
764        for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
765            if (next.isCall)
766            {
767                const auto& allLvs = varRoutineMap.find(next.block)->second;
768                if (allLvs.vvars[regType].find(lvIndex) == allLvs.vvars[regType].end())
769                    // add callLiveTime only if vreg not present in routine
770                    varCallEntry.vvars[regType].insert(lvIndex);
771            }
772    }
773}
774
775static void fillUpInsideRoutine(std::vector<bool>& visited,
776            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
777            std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varCallMap,
778            const std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varRoutineMap,
779            size_t startBlock, const AsmSingleVReg& svreg, Liveness& lv,
780            cxuint lvRType /* lv register type */, size_t lvIndex)
781{
782    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
783    flowStack.push_back({ startBlock, 0 });
784   
785    if (lv.contain(codeBlocks[startBlock].end-1))
786        // already filled, then do nothing
787        return;
788   
789    while (!flowStack.empty())
790    {
791        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
792        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
793       
794        if (entry.nextIndex == 0)
795        {
796            if (!visited[entry.blockIndex])
797            {
798                visited[entry.blockIndex] = true;
799                size_t cbStart = cblock.start;
800                if (flowStack.size() == 1)
801                {
802                    // if first block, then get last occurrence in this path
803                    auto sinfoIt = cblock.ssaInfoMap.find(svreg);
804                    if (sinfoIt != cblock.ssaInfoMap.end())
805                        cbStart = sinfoIt->second.lastPos+1;
806                }
807                // just insert
808                lv.insert(cbStart, cblock.end);
809               
810                addVVRegsToCallEntry(entry.blockIndex, lvRType, lvIndex,
811                        codeBlocks, varCallMap, varRoutineMap);
812            }
813            else
814            {
815                flowStack.pop_back();
816                continue;
817            }
818        }
819       
820        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
821        {
822            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
823            entry.nextIndex++;
824        }
825        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
826                // if have any call then go to next block
827                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
828                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
829        {
830            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
831            entry.nextIndex++;
832        }
833        else // back
834            flowStack.pop_back();
835    }
836}
837
838static void joinVRegRecur(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
839            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
840            std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varCallMap,
841            const std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varRoutineMap,
842            LastVRegStackPos flowStkStart, const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaId,
843            const VarIndexMap* vregIndexMaps, std::vector<Liveness>* livenesses,
844            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges, bool skipLastBlock = false)
845{
846    struct JoinEntry
847    {
848        size_t blockIndex; // block index where is call
849        size_t nextIndex; // next index of routine call
850        size_t lastAccessIndex; // last access pos index
851        bool inSubroutines;
852    };
853   
854    FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
855    if (skipLastBlock)
856        --flitEnd; // before last element
857    cxuint lvRegType;
858    size_t lvIndex;
859    getLiveness2Index(svreg, ssaId, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges,
860                      lvRegType, lvIndex);
861    Liveness& lv = livenesses[lvRegType][lvIndex];
862   
863    if (flitEnd != flowStack.begin())
864    {
865        const CodeBlock& cbLast = codeBlocks[(flitEnd-1)->blockIndex];
866        if (lv.contain(cbLast.end-1))
867            // if already filled up
868            return;
869    }
870   
871    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
872   
873    std::stack<JoinEntry> rjStack; // routine join stack
874    if (flowStkStart.inSubroutines)
875        rjStack.push({ flowStack[flowStkStart.stackPos].blockIndex, 0, 0, true });
876   
877    while (!rjStack.empty())
878    {
879        JoinEntry& entry = rjStack.top();
880        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
881       
882        if (entry.inSubroutines && entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
883        {
884            bool doNextIndex = false; // true if to next call
885            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
886            {
887                const RoutineDataLv& rdata =
888                        routineMap.find(cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second;
889                auto lastAccessIt = rdata.lastAccessMap.find(svreg);
890                if (lastAccessIt != rdata.lastAccessMap.end())
891                {
892                    if (entry.lastAccessIndex < lastAccessIt->second.size())
893                    {
894                        const auto& lastAccess =
895                                lastAccessIt->second[entry.lastAccessIndex];
896                        rjStack.push({ lastAccess.blockIndex, 0,
897                                    0, lastAccess.inSubroutines });
898                        entry.lastAccessIndex++;
899                        if (entry.lastAccessIndex == lastAccessIt->second.size())
900                            doNextIndex = true;
901                    }
902                    else
903                        doNextIndex = true;
904                }
905                else
906                    doNextIndex = true;
907            }
908            else
909                doNextIndex = true;
910           
911            if (doNextIndex)
912            {
913                // to next call
914                entry.nextIndex++;
915                entry.lastAccessIndex = 0;
916            }
917        }
918        else
919        {
920            // fill up next block in path (do not fill start block)
921            /* if inSubroutines, then first block
922             * (that with subroutines calls) will be skipped */
923            if (rjStack.size() > 1)
924                fillUpInsideRoutine(visited, codeBlocks, varCallMap, varRoutineMap,
925                        entry.blockIndex + (entry.inSubroutines), svreg,
926                        lv, lvRegType, lvIndex);
927            rjStack.pop();
928        }
929    }
930   
931    auto flit = flowStack.begin() + flowStkStart.stackPos + (flowStkStart.inSubroutines);
932    const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
933   
934    if (flit != flitEnd)
935    {
936        auto sinfoIt = lastBlk.ssaInfoMap.find(svreg);
937        size_t lastPos = lastBlk.start;
938        if (sinfoIt != lastBlk.ssaInfoMap.end())
939        {
940            if (flit->nextIndex > lastBlk.nexts.size())
941                // only if pass this routine
942                addVVRegsToCallEntry(flit->blockIndex, lvRegType, lvIndex,
943                        codeBlocks, varCallMap, varRoutineMap);
944            // if begin at some point at last block
945            lastPos = sinfoIt->second.lastPos;
946            lv.insert(lastPos + 1, lastBlk.end);
947            ++flit; // skip last block in stack
948        }
949    }
950    // fill up to this
951    for (; flit != flitEnd; ++flit)
952    {
953        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
954        if (flit->nextIndex > cblock.nexts.size())
955            // only if pass this routine
956            addVVRegsToCallEntry(flit->blockIndex, lvRegType, lvIndex, codeBlocks,
957                        varCallMap, varRoutineMap);
958        lv.insert(cblock.start, cblock.end);
959    }
960}
961
962/* handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
963 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
964 */
965
966/* join livenesses between consecutive code blocks */
967static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
968        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
969        std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varCallMap,
970        const std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varRoutineMap,
971        const LastVRegMap& lastVRegMap, std::vector<Liveness>* livenesses,
972        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
973{
974    ARDOut << "putCrossBlockLv block: " << flowStack.back().blockIndex << "\n";
975    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
976    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
977        if (entry.second.readBeforeWrite)
978        {
979            // find last
980            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
981            LastVRegStackPos flowStackStart = (lvrit != lastVRegMap.end()) ?
982                lvrit->second.back() : LastVRegStackPos{ 0, false };
983           
984            joinVRegRecur(flowStack, codeBlocks, routineMap, varCallMap, varRoutineMap,
985                    flowStackStart, entry.first, entry.second.ssaIdBefore,
986                    vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
987        }
988}
989
990// add new join second cache entry with readBeforeWrite for all encountered regvars
991static void addJoinSecCacheEntry(const RoutineLvMap& routineMap,
992                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
993                SimpleCache<size_t, SVRegMap>& joinSecondPointsCache,
994                size_t nextBlock)
995{
996    ARDOut << "addJoinSecCacheEntry: " << nextBlock << "\n";
997    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
998    // traverse by graph from next block
999    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1000    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1001    CBlockBitPool visited(codeBlocks.size(), false);
1002   
1003    SVRegBlockMap alreadyReadMap;
1004    SVRegMap cacheSecPoints;
1005   
1006    while (!flowStack.empty())
1007    {
1008        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1009        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1010       
1011        if (entry.nextIndex == 0)
1012        {
1013            // process current block
1014            if (!visited[entry.blockIndex])
1015            {
1016                visited[entry.blockIndex] = true;
1017                ARDOut << "  resolv (cache): " << entry.blockIndex << "\n";
1018               
1019                const SVRegMap* resSecondPoints =
1020                            joinSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1021                if (resSecondPoints == nullptr)
1022                {
1023                    // if joinSecondPointCache not found
1024                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1025                    {
1026                        const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1027                        auto res = alreadyReadMap.insert(
1028                                    { sentry.first, entry.blockIndex });
1029                       
1030                        if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
1031                            cacheSecPoints[sentry.first] = sinfo.ssaIdBefore;
1032                    }
1033                }
1034                else // to use cache
1035                {
1036                    // add to current cache sec points
1037                    for (const auto& rsentry: *resSecondPoints)
1038                    {
1039                        const bool alreadyRead =
1040                            alreadyReadMap.find(rsentry.first) != alreadyReadMap.end();
1041                        if (!alreadyRead)
1042                            cacheSecPoints[rsentry.first] = rsentry.second;
1043                    }
1044                    flowStack.pop_back();
1045                    continue;
1046                }
1047            }
1048            else
1049            {
1050                // back, already visited
1051                ARDOut << "join already (cache): " << entry.blockIndex << "\n";
1052                flowStack.pop_back();
1053                continue;
1054            }
1055        }
1056       
1057        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1058        {
1059            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1060            entry.nextIndex++;
1061        }
1062        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1063                // if have any call then go to next block
1064                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1065                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1066        {
1067            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1068            for (const auto& next: cblock.nexts)
1069                if (next.isCall)
1070                {
1071                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1072                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1073                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1074                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1075                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1076                }
1077           
1078            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1079            entry.nextIndex++;
1080        }
1081        else // back
1082        {
1083            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1084            // before write (can be different due to earlier visit)
1085            for (const auto& next: cblock.nexts)
1086                if (next.isCall)
1087                {
1088                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1089                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1090                    {
1091                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1092                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1093                            alreadyReadMap.erase(it);
1094                    }
1095                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1096                    {
1097                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1098                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1099                            alreadyReadMap.erase(it);
1100                    }
1101                }
1102           
1103            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1104            {
1105                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1106                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1107                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1108                    // before write (can be different due to earlier visit)
1109                    alreadyReadMap.erase(it);
1110            }
1111            ARDOut << "  popjoin (cache)\n";
1112            flowStack.pop_back();
1113        }
1114    }
1115   
1116    joinSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1117}
1118
1119// apply calls (changes from these calls) from code blocks to stack var map
1120static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock, const RoutineLvMap& routineMap,
1121        LastStackPosMap& stackVarMap, size_t pfPos, size_t nextIndex)
1122{
1123    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1124        if (next.isCall)
1125        {
1126            ARDOut << "  japplycall: " << pfPos << ": " <<
1127                    nextIndex << ": " << next.block << "\n";
1128            const LastAccessMap& regVarMap =
1129                    routineMap.find(next.block)->second.lastAccessMap;
1130            for (const auto& sentry: regVarMap)
1131            {
1132                // MSVC error fix
1133                auto& v = stackVarMap[sentry.first];
1134                v = LastVRegStackPos{ pfPos, true };
1135            }
1136        }
1137}
1138
1139static void joinRegVarLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& prevFlowStack,
1140        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
1141        std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varCallMap,
1142        const std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varRoutineMap,
1143        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
1144        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
1145        SimpleCache<size_t, LastStackPosMap>& joinFirstPointsCache,
1146        SimpleCache<size_t, SVRegMap>& joinSecondPointsCache,
1147        const VarIndexMap* vregIndexMaps,
1148        std::vector<Liveness>* livenesses, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1149{
1150    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
1151    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
1152    --pfEnd;
1153    ARDOut << "startJoinLv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << "\n";
1154    // key - varreg, value - last position in previous flowStack
1155    LastStackPosMap stackVarMap;
1156   
1157    size_t pfStartIndex = 0;
1158    {
1159        auto pfPrev = pfEnd;
1160        --pfPrev;
1161        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
1162        if (it != prevWaysIndexMap.end())
1163        {
1164            const LastStackPosMap* cached = joinFirstPointsCache.use(it->second.first);
1165            if (cached!=nullptr)
1166            {
1167                ARDOut << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
1168                        it->second.second << "\n";
1169                stackVarMap = *cached;
1170                pfStartIndex = it->second.second+1;
1171               
1172                // apply missing calls at end of the cached
1173                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
1174               
1175                const FlowStackEntry3& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
1176                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1177                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1178                                    pfStartIndex-1, -1);
1179            }
1180        }
1181    }
1182   
1183    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
1184    {
1185        const FlowStackEntry3& entry = *pfit;
1186        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1187        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1188        {
1189            // MSVC error fix
1190            auto& v = stackVarMap[sentry.first];
1191            v = { size_t(pfit - prevFlowStack.begin()), false };
1192        }
1193       
1194        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1195            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1196                        pfit - prevFlowStack.begin(), entry.nextIndex);
1197       
1198        // put to first point cache
1199        if (waysToCache[pfit->blockIndex] &&
1200            !joinFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1201        {
1202            ARDOut << "put pfcache " << pfit->blockIndex << "\n";
1203            joinFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1204        }
1205    }
1206   
1207    SVRegMap cacheSecPoints;
1208    const bool toCache = (!joinSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1209                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1210   
1211    // traverse by graph from next block
1212    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1213    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1214    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1215   
1216    // already read in current path
1217    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1218    SVRegMap alreadyReadMap;
1219   
1220    while (!flowStack.empty())
1221    {
1222        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1223        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1224       
1225        if (entry.nextIndex == 0)
1226        {
1227            // process current block
1228            if (!visited[entry.blockIndex])
1229            {
1230                visited[entry.blockIndex] = true;
1231                ARDOut << "  lvjoin: " << entry.blockIndex << "\n";
1232               
1233                const SVRegMap* joinSecondPoints =
1234                        joinSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1235               
1236                if (joinSecondPoints == nullptr)
1237                    for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1238                    {
1239                        const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1240                        auto res = alreadyReadMap.insert(
1241                                    { sentry.first, entry.blockIndex });
1242                       
1243                        if (toCache)
1244                            cacheSecPoints[sentry.first] = sinfo.ssaIdBefore;
1245                       
1246                        if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
1247                        {
1248                            auto it = stackVarMap.find(sentry.first);
1249                            LastVRegStackPos stackPos = (it != stackVarMap.end() ?
1250                                        it->second : LastVRegStackPos{ 0, false });
1251                           
1252                            joinVRegRecur(prevFlowStack, codeBlocks, routineMap,
1253                                varCallMap, varRoutineMap,
1254                                stackPos, sentry.first, sentry.second.ssaIdBefore,
1255                                vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
1256                        }
1257                    }
1258                else
1259                {
1260                    ARDOut << "use join secPointCache: " << entry.blockIndex << "\n";
1261                    // add to current cache sec points
1262                    for (const auto& rsentry: *joinSecondPoints)
1263                    {
1264                        const bool alreadyRead =
1265                            alreadyReadMap.find(rsentry.first) != alreadyReadMap.end();
1266                       
1267                        if (!alreadyRead)
1268                        {
1269                            if (toCache)
1270                                cacheSecPoints[rsentry.first] = rsentry.second;
1271                           
1272                            auto it = stackVarMap.find(rsentry.first);
1273                            LastVRegStackPos stackPos = (it != stackVarMap.end() ?
1274                                        it->second : LastVRegStackPos{ 0, false });
1275                           
1276                            joinVRegRecur(prevFlowStack, codeBlocks, routineMap,
1277                                varCallMap, varRoutineMap,
1278                                stackPos, rsentry.first, rsentry.second, vregIndexMaps,
1279                                livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
1280                        }
1281                    }
1282                    flowStack.pop_back();
1283                    continue;
1284                }
1285            }
1286            else
1287            {
1288                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1289                ARDOut << "jcblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1290                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << "\n";
1291                // back, already visited
1292                ARDOut << "join already: " << entry.blockIndex << "\n";
1293                flowStack.pop_back();
1294                continue;
1295            }
1296        }
1297       
1298        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1299        {
1300            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1301            entry.nextIndex++;
1302        }
1303        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1304                // if have any call then go to next block
1305                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1306                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1307        {
1308            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1309            for (const auto& next: cblock.nexts)
1310                if (next.isCall)
1311                {
1312                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1313                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1314                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1315                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1316                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1317                }
1318           
1319            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1320            entry.nextIndex++;
1321        }
1322        else // back
1323        {
1324            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1325            // before write (can be different due to earlier visit)
1326            for (const auto& next: cblock.nexts)
1327                if (next.isCall)
1328                {
1329                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1330                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1331                    {
1332                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1333                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1334                            alreadyReadMap.erase(it);
1335                    }
1336                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1337                    {
1338                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1339                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1340                            alreadyReadMap.erase(it);
1341                    }
1342                }
1343           
1344            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1345            {
1346                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1347                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1348                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1349                    // before write (can be different due to earlier visit)
1350                    alreadyReadMap.erase(it);
1351            }
1352            ARDOut << "  popjoin\n";
1353           
1354            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1355                !joinSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1356                // add to cache
1357                addJoinSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, joinSecondPointsCache,
1358                            entry.blockIndex);
1359           
1360            flowStack.pop_back();
1361        }
1362    }
1363   
1364    if (toCache)
1365        joinSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1366}
1367
1368static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, cxuint rvusNum,
1369            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
1370            const VarIndexMap* vregIndexMaps, const SVRegMap& ssaIdIdxMap,
1371            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1372{
1373    // add linear deps
1374    cxuint count = ldeps[0];
1375    cxuint pos = 1;
1376    cxbyte rvuAdded = 0;
1377    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
1378    {
1379        cxuint ccount = ldeps[pos++];
1380        std::vector<size_t> vidxes;
1381        cxuint regType = UINT_MAX;
1382        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
1383        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
1384        {
1385            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
1386            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
1387            if (rvu.regVar == nullptr)
1388                continue;
1389            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
1390            {
1391                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
1392                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
1393                if (regType==UINT_MAX)
1394                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1395                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1396                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1397                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
1398                // push variable index
1399                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
1400            }
1401        }
1402        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
1403        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
1404        {
1405            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.insertValue(vidxes[k]);
1406            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.insertValue(vidxes[k-1]);
1407        }
1408    }
1409    // add single arg linear dependencies
1410    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
1411        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
1412        {
1413            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
1414            if (rvu.regVar == nullptr)
1415                continue;
1416            std::vector<size_t> vidxes;
1417            cxuint regType = UINT_MAX;
1418            cxbyte align = rvus[i].align;
1419            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
1420            {
1421                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
1422                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
1423                assert(sit != ssaIdIdxMap.end());
1424                if (regType==UINT_MAX)
1425                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1426                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1427                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1428                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
1429                // push variable index
1430                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
1431            }
1432            ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
1433            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
1434            {
1435                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.insertValue(vidxes[j]);
1436                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.insertValue(vidxes[j-1]);
1437            }
1438        }
1439}
1440
1441static void joinRoutineDataLv(RoutineDataLv& dest, VVarSetEntry& destVars,
1442            RoutineCurAccessMap& curSVRegMap, FlowStackEntry4& entry,
1443            const RoutineDataLv& src, const VVarSetEntry& srcVars)
1444{
1445    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1446    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
1447        destVars.vvars[i].insert(srcVars.vvars[i].begin(), srcVars.vvars[i].end());
1448   
1449    // join source lastAccessMap with curSVRegMap
1450    for (const auto& sentry: src.lastAccessMap)
1451    {
1452        auto res = curSVRegMap.insert({ sentry.first, { entry.blockIndex, true } });
1453        if (!res.second)
1454        {   // not added because is present in map
1455            if (res.first->second.blockIndex != entry.blockIndex)
1456                entry.prevCurSVRegMap.insert(*res.first);
1457            // otherwise, it is same code block but inside routines
1458            // and do not change prevCurSVRegMap for revert
1459            // update entry
1460            res.first->second = { entry.blockIndex, true };
1461        }
1462        else
1463            entry.prevCurSVRegMap.insert({ sentry.first, { SIZE_MAX, true } });
1464    }
1465}
1466
1467static void createRoutineDataLv(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1468        const RoutineLvMap& routineMap,
1469        const std::unordered_map<size_t, VVarSetEntry>& varRoutineMap,
1470        RoutineDataLv& rdata, VVarSetEntry& routineVars,
1471        size_t routineBlock, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
1472        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1473{
1474    std::deque<FlowStackEntry4> flowStack;
1475    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1476   
1477    // already read in current path
1478    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1479    SVRegMap alreadyReadMap;
1480   
1481    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1482    RoutineCurAccessMap curSVRegMap; // key - svreg, value - block index
1483   
1484    while (!flowStack.empty())
1485    {
1486        FlowStackEntry4& entry = flowStack.back();
1487        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1488       
1489        if (entry.nextIndex == 0)
1490        {
1491            // process current block
1492            if (!visited[entry.blockIndex])
1493            {
1494                visited[entry.blockIndex] = true;
1495               
1496                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1497                {
1498                    if (sentry.second.readBeforeWrite)
1499                        if (alreadyReadMap.insert(
1500                                    { sentry.first, entry.blockIndex }).second)
1501                            rdata.rbwSSAIdMap.insert({ sentry.first,
1502                                        sentry.second.ssaIdBefore });
1503                   
1504                    auto res = curSVRegMap.insert({ sentry.first,
1505                        LastAccessBlockPos{ entry.blockIndex, false } });
1506                    if (!res.second)
1507                    {   // not added because is present in map
1508                        entry.prevCurSVRegMap.insert(*res.first);
1509                        res.first->second = { entry.blockIndex, false };
1510                    }
1511                    else
1512                        entry.prevCurSVRegMap.insert(
1513                                        { sentry.first, { SIZE_MAX, false } });
1514                   
1515                    // all SSAs
1516                    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1517                    const AsmSingleVReg& svreg = sentry.first;
1518                    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1519                    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1520                    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1521                                vregIndexMap.find(svreg)->second;
1522                   
1523                    // add SSA indices to allSSAs
1524                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1525                        routineVars.vvars[regType].insert(ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore]);
1526                    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1527                    {
1528                        routineVars.vvars[regType].insert(ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst]);
1529                        for (size_t i = 1; i < sinfo.ssaIdChange; i++)
1530                            routineVars.vvars[regType].insert(ssaIdIndices[sinfo.ssaId+i]);
1531                        routineVars.vvars[regType].insert(ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast]);
1532                    }
1533                }
1534            }
1535            else
1536            {
1537                flowStack.pop_back();
1538                continue;
1539            }
1540        }
1541       
1542        // join and skip calls
1543        {
1544            std::vector<size_t> calledRoutines;
1545            for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1546                        cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1547            {
1548                size_t rblock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1549                if (rblock != routineBlock)
1550                    calledRoutines.push_back(rblock);
1551            }
1552           
1553            for (size_t srcRoutBlock: calledRoutines)
1554                joinRoutineDataLv(rdata, routineVars, curSVRegMap, entry,
1555                        routineMap.find(srcRoutBlock)->second,
1556                        varRoutineMap.find(srcRoutBlock)->second);
1557        }
1558       
1559        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1560        {
1561            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1562            entry.nextIndex++;
1563        }
1564        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1565                // if have any call then go to next block
1566                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1567                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1568        {
1569            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1570            entry.nextIndex++;
1571        }
1572        else
1573        {
1574            if (cblock.haveReturn)
1575            {
1576                // handle return
1577                // add curSVReg access positions to lastAccessMap
1578                for (const auto& entry: curSVRegMap)
1579                {
1580                    auto res = rdata.lastAccessMap.insert({ entry.first,
1581                                    { entry.second } });
1582                    if (!res.second)
1583                        res.first->second.insertValue(entry.second);
1584                }
1585            }
1586            // revert curSVRegMap
1587            for (const auto& sentry: entry.prevCurSVRegMap)
1588                if (sentry.second.blockIndex != SIZE_MAX)
1589                    curSVRegMap.find(sentry.first)->second = sentry.second;
1590                else // no before that
1591                    curSVRegMap.erase(sentry.first);
1592           
1593            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1594            {
1595                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1596                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1597                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1598                    // before write (can be different due to earlier visit)
1599                    alreadyReadMap.erase(it);
1600            }
1601            ARDOut << "  popjoin\n";
1602            flowStack.pop_back();
1603        }
1604    }
1605}
1606
1607static inline void revertLastSVReg(LastVRegMap& lastVRegMap, const AsmSingleVReg& svreg)
1608{
1609    auto lvrit = lastVRegMap.find(svreg);
1610    if (lvrit != lastVRegMap.end())
1611    {
1612        std::vector<LastVRegStackPos>& lastPos = lvrit->second;
1613        lastPos.pop_back();
1614        if (lastPos.empty()) // just remove from lastVRegs
1615            lastVRegMap.erase(lvrit);
1616    }
1617}
1618
1619/* TODO: handling livenesses between routine call:
1620 *   for any routine call in call point:
1621 *     add extra liveness point which will be added to liveness of the vars used between
1622 *     call point and to liveness of the vars used inside routine
1623 */
1624
1625void AsmRegAllocator::createLivenesses(ISAUsageHandler& usageHandler)
1626{
1627    ARDOut << "----- createLivenesses ------\n";
1628    // construct var index maps
1629    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1630    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+MAX_REGTYPES_NUM, size_t(0));
1631    size_t regTypesNum;
1632    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1633   
1634    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
1635        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
1636        {
1637            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
1638            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
1639            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
1640            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
1641            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
1642            size_t ssaIdCount = 0;
1643            if (sinfo.readBeforeWrite)
1644                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
1645            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1646            {
1647                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
1648                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1);
1649                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
1650            }
1651            // if not readBeforeWrite and neither ssaIdChanges but it is write to
1652            // normal register
1653            if (entry.first.regVar==nullptr)
1654                ssaIdCount = 1;
1655           
1656            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
1657                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
1658           
1659            // set liveness index to ssaIdIndices
1660            if (sinfo.readBeforeWrite)
1661            {
1662                if (ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] == SIZE_MAX)
1663                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
1664            }
1665            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1666            {
1667                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
1668                if (ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] == SIZE_MAX)
1669                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
1670                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
1671                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
1672                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
1673                if (ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] == SIZE_MAX)
1674                    ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
1675            }
1676            // if not readBeforeWrite and neither ssaIdChanges but it is write to
1677            // normal register
1678            if (entry.first.regVar==nullptr && ssaIdIndices[0] == SIZE_MAX)
1679                ssaIdIndices[0] = graphVregsCount++;
1680        }
1681   
1682    // construct vreg liveness
1683    std::deque<CallStackEntry2> callStack;
1684    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1685    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1686    // hold last vreg ssaId and position
1687    LastVRegMap lastVRegMap;
1688   
1689    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1690    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1691    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1692    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1693    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1694    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1695   
1696    size_t rbwCount = 0;
1697    size_t wrCount = 0;
1698   
1699    RoutineLvMap routineMap;
1700    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
1701   
1702    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
1703        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
1704   
1705    // callLiveTime - call live time where routine will be called
1706    // reverse counted, begin from SIZE_MAX, used for joining svreg from routines
1707    // and svreg used in this time
1708    size_t curLiveTime = 0;
1709    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1710   
1711    while (!flowStack.empty())
1712    {
1713        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1714        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1715       
1716        if (entry.nextIndex == 0)
1717        {
1718            curLiveTime = cblock.start;
1719            // process current block
1720            if (!visited[entry.blockIndex])
1721            {
1722                visited[entry.blockIndex] = true;
1723                ARDOut << "joinpush: " << entry.blockIndex << "\n";
1724                if (flowStack.size() > 1)
1725                    putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, routineMap,
1726                            varCallMap, varRoutineMap, lastVRegMap,
1727                            livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1728                // update last vreg position
1729                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1730                {
1731                    // update
1732                    auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first,
1733                                { { flowStack.size()-1, false } } });
1734                    if (!res.second) // if not first seen, just update
1735                        // update last
1736                        res.first->second.push_back({ flowStack.size()-1, false });
1737                   
1738                    // count read before writes (for cache weight)
1739                    if (sentry.second.readBeforeWrite)
1740                        rbwCount++;
1741                    if (sentry.second.ssaIdChange!=0)
1742                        wrCount++;
1743                }
1744               
1745                // main routine to handle ssaInfos
1746                SVRegMap ssaIdIdxMap;
1747                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
1748                cxuint instrRVUsCount = 0;
1749               
1750                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
1751                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
1752                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
1753               
1754                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
1755                // register in liveness
1756                while (true)
1757                {
1758                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
1759                    bool hasNext = false;
1760                    if (usageHandler.hasNext() && oldOffset < cblock.end)
1761                    {
1762                        hasNext = true;
1763                        rvu = usageHandler.nextUsage();
1764                    }
1765                    const size_t liveTime = oldOffset;
1766                    if ((!hasNext || rvu.offset > oldOffset) && oldOffset < cblock.end)
1767                    {
1768                        ARDOut << "apply to liveness. offset: " << oldOffset << "\n";
1769                        // apply to liveness
1770                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
1771                        {
1772                            auto svrres = ssaIdIdxMap.insert({ svreg, 0 });
1773                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, svrres.first->second,
1774                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
1775                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1776                            if (svrres.second)
1777                                // begin region from this block
1778                                lv.newRegion(curLiveTime);
1779                            lv.expand(liveTime);
1780                        }
1781                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
1782                        {
1783                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
1784                            if (svreg.regVar != nullptr)
1785                                ssaIdIdx++;
1786                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
1787                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
1788                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1789                            // works only with ISA where smallest instruction have 2 bytes!
1790                            // after previous read, but not after instruction.
1791                            // if var is not used anywhere then this liveness region
1792                            // blocks assignment for other vars
1793                            lv.insert(liveTime+1, liveTime+2);
1794                        }
1795                        // get linear deps and equal to
1796                        cxbyte lDeps[16];
1797                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs, lDeps);
1798                       
1799                        addUsageDeps(lDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
1800                                linearDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
1801                                regTypesNum, regRanges);
1802                       
1803                        readSVRegs.clear();
1804                        writtenSVRegs.clear();
1805                        if (!hasNext)
1806                            break;
1807                        oldOffset = rvu.offset;
1808                        instrRVUsCount = 0;
1809                    }
1810                    if (hasNext && oldOffset < cblock.end && !rvu.useRegMode)
1811                        instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
1812                    if (oldOffset >= cblock.end)
1813                        break;
1814                   
1815                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1816                    {
1817                        // per register/singlvreg
1818                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
1819                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1820                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
1821                        else // read or treat as reading // expand previous region
1822                            readSVRegs.push_back(svreg);
1823                    }
1824                }
1825            }
1826            else
1827            {
1828                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1829                ARDOut << "jcblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1830                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << "\n";
1831               
1832                // back, already visited
1833                flowStack.pop_back();
1834               
1835                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1836                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1837                {
1838                    // mark point of way to cache (res first point)
1839                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1840                    ARDOut << "mark to pfcache " <<
1841                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1842                            curWayBIndex << "\n";
1843                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1844                }
1845                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1846                ARDOut << "lastCcwP: " << curWayBIndex << "\n";
1847                continue;
1848            }
1849        }
1850       
1851        if (!callStack.empty() &&
1852            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1853            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1854        {
1855            ARDOut << " ret: " << entry.blockIndex << "\n";
1856            const size_t routineBlock = callStack.back().routineBlock;
1857            auto res = routineMap.insert({ routineBlock, { } });
1858           
1859            if (res.second)
1860            {
1861                auto varRes = varRoutineMap.insert({ routineBlock, VVarSetEntry{} });
1862                createRoutineDataLv(codeBlocks, routineMap, varRoutineMap,
1863                        res.first->second, varRes.first->second,
1864                        routineBlock, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1865            }
1866            else
1867            {
1868                // already added join livenesses from all readBeforeWrites
1869                for (const auto& entry: res.first->second.rbwSSAIdMap)
1870                {
1871                    // find last
1872                    auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
1873                    LastVRegStackPos flowStackStart = (lvrit != lastVRegMap.end()) ?
1874                            lvrit->second.back() : LastVRegStackPos{ 0, false };
1875                   
1876                    joinVRegRecur(flowStack, codeBlocks, routineMap,
1877                            varCallMap, varRoutineMap,
1878                            flowStackStart, entry.first, entry.second, vregIndexMaps,
1879                            livenesses, regTypesNum, regRanges, false);
1880                }
1881            }
1882            callStack.pop_back(); // just return from call
1883        }
1884       
1885        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1886        {
1887            //bool isCall = false;
1888            size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1889            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1890            {
1891                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1892                //isCall = true;
1893            }
1894           
1895            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1896            entry.nextIndex++;
1897        }
1898        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1899                // if have any call then go to next block
1900                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1901                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1902        {
1903            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1904            {
1905                std::unordered_set<AsmSingleVReg> regSVRegs;
1906                // just add last access of svreg from call routines to lastVRegMap
1907                // and join svregs from routine with svreg used at this time
1908                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1909                    if (next.isCall)
1910                    {
1911                        const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1912                        for (const auto& entry: rdata.lastAccessMap)
1913                            if (regSVRegs.insert(entry.first).second)
1914                            {
1915                                auto res = lastVRegMap.insert({ entry.first,
1916                                        { { flowStack.size()-1, true } } });
1917                                if (!res.second) // if not first seen, just update
1918                                    // update last
1919                                    res.first->second.push_back(
1920                                                { flowStack.size()-1, true });
1921                            }
1922                    }
1923            }
1924           
1925            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1926            entry.nextIndex++;
1927        }
1928        else // back
1929        {
1930            // revert lastSSAIdMap
1931            flowStack.pop_back();
1932           
1933            // revert lastVRegs in call
1934            std::unordered_set<AsmSingleVReg> revertedSVRegs;
1935            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1936                if (next.isCall)
1937                {
1938                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1939                    for (const auto& entry: rdata.lastAccessMap)
1940                        if (revertedSVRegs.insert(entry.first).second)
1941                            revertLastSVReg(lastVRegMap, entry.first);
1942                }
1943           
1944            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1945                revertLastSVReg(lastVRegMap, sentry.first);
1946           
1947            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1948                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1949            {
1950                lastCommonCacheWayPoint =
1951                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1952                ARDOut << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << "\n";
1953            }
1954        }
1955    }
1956   
1957    // after, that resolve joins (join with already visited code)
1958    // SVRegMap in this cache: key - vreg, value - last flowStack entry position
1959    SimpleCache<size_t, LastStackPosMap> joinFirstPointsCache(wrCount<<1);
1960    // SVRegMap in this cache: key - vreg, value - first readBefore in second part
1961    SimpleCache<size_t, SVRegMap> joinSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1962   
1963    flowStack.clear();
1964    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1965   
1966    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1967   
1968    while (!flowStack.empty())
1969    {
1970        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1971        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1972       
1973        if (entry.nextIndex == 0)
1974        {
1975            // process current block
1976            if (!visited[entry.blockIndex])
1977                visited[entry.blockIndex] = true;
1978            else
1979            {
1980                joinRegVarLivenesses(flowStack, codeBlocks, routineMap,
1981                        varCallMap, varRoutineMap,
1982                        prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
1983                        joinFirstPointsCache, joinSecondPointsCache,
1984                        vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges);
1985                // back, already visited
1986                flowStack.pop_back();
1987                continue;
1988            }
1989        }
1990       
1991        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1992        {
1993            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1994            entry.nextIndex++;
1995        }
1996        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1997                // if have any call then go to next block
1998                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1999                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2000        {
2001            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2002            entry.nextIndex++;
2003        }
2004        else // back
2005        {
2006            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2007                !joinSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2008                // add to cache
2009                addJoinSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, joinSecondPointsCache,
2010                            entry.blockIndex);
2011            flowStack.pop_back();
2012        }
2013    }
2014   
2015    // move livenesses to AsmRegAllocator outLivenesses
2016    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2017    {
2018        std::vector<Liveness>& livenesses2 = livenesses[regType];
2019        Array<OutLiveness>& outLivenesses2 = outLivenesses[regType];
2020        outLivenesses2.resize(livenesses2.size());
2021        for (size_t li = 0; li < livenesses2.size(); li++)
2022        {
2023            outLivenesses2[li].resize(livenesses2[li].l.size());
2024            std::copy(livenesses2[li].l.begin(), livenesses2[li].l.end(),
2025                      outLivenesses2[li].begin());
2026            livenesses2[li].clear();
2027        }
2028        livenesses2.clear();
2029    }
2030}
2031
2032void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph()
2033{
2034    /// construct liveBlockMaps
2035    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2036    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2037    {
2038        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2039        Array<OutLiveness>& liveness = outLivenesses[regType];
2040        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2041        {
2042            OutLiveness& lv = liveness[li];
2043            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv)
2044                if (blk.first != blk.second)
2045                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2046            lv.clear();
2047        }
2048        liveness.clear();
2049    }
2050   
2051    // create interference graphs
2052    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2053    {
2054        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2055        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2056        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2057       
2058        auto lit = liveBlockMap.begin();
2059        size_t rangeStart = 0;
2060        if (lit != liveBlockMap.end())
2061            rangeStart = lit->start;
2062        while (lit != liveBlockMap.end())
2063        {
2064            const size_t blkStart = lit->start;
2065            const size_t blkEnd = lit->end;
2066            size_t rangeEnd = blkEnd;
2067            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2068            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2069            // collect from this range, variable indices
2070            std::set<size_t> varIndices;
2071            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2072                varIndices.insert(lit2->vidx);
2073            // push to intergraph as full subgGraph
2074            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2075                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2076                    if (vit != vit2)
2077                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2078            // go to next live blocks
2079            rangeStart = rangeEnd;
2080            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2081                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2082                    break;
2083            if (lit == liveBlockMap.end())
2084                break; //
2085            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2086        }
2087    }
2088}
2089
2090/* algorithm to allocate regranges:
2091 * from smallest regranges to greatest regranges:
2092 *   choosing free register: from smallest free regranges
2093 *      to greatest regranges:
2094 *         in this same regrange:
2095 *               try to find free regs in regranges
2096 *               try to link free ends of two distinct regranges
2097 */
2098
2099void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2100{
2101    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2102                    assembler.deviceType);
2103   
2104    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2105    {
2106        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2107        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2108        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2109        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2110       
2111        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2112        gcMap.resize(nodesNum);
2113        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2114        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2115        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2116       
2117        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2118        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2119        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2120            nodeSet.insert(i);
2121       
2122        cxuint colorsNum = 0;
2123        // firstly, allocate real registers
2124        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2125            if (entry.first.regVar == nullptr)
2126                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2127       
2128        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2129        {
2130            size_t node = *nodeSet.begin();
2131            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2132                continue; // already colored
2133            size_t color = 0;
2134           
2135            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2136            {
2137                // find first usable color
2138                bool thisSame = false;
2139                for (size_t nb: interGraph[node])
2140                    if (gcMap[nb] == color)
2141                    {
2142                        thisSame = true;
2143                        break;
2144                    }
2145                if (!thisSame)
2146                    break;
2147            }
2148            if (color==colorsNum) // add new color if needed
2149            {
2150                if (colorsNum >= maxColorsNum)
2151                    throw AsmException("Too many register is needed");
2152                colorsNum++;
2153            }
2154           
2155            gcMap[node] = color;
2156            // update SDO for node
2157            bool colorExists = false;
2158            for (size_t nb: interGraph[node])
2159                if (gcMap[nb] == color)
2160                {
2161                    colorExists = true;
2162                    break;
2163                }
2164            if (!colorExists)
2165                sdoCounts[node]++;
2166            // update SDO for neighbors
2167            for (size_t nb: interGraph[node])
2168            {
2169                colorExists = false;
2170                for (size_t nb2: interGraph[nb])
2171                    if (gcMap[nb2] == color)
2172                    {
2173                        colorExists = true;
2174                        break;
2175                    }
2176                if (!colorExists)
2177                {
2178                    if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2179                        nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
2180                    sdoCounts[nb]++;
2181                    if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2182                        nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
2183                }
2184            }
2185           
2186            gcMap[node] = color;
2187        }
2188    }
2189}
2190
2191void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
2192{
2193    // before any operation, clear all
2194    codeBlocks.clear();
2195    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
2196    {
2197        graphVregsCounts[i] = 0;
2198        vregIndexMaps[i].clear();
2199        interGraphs[i].clear();
2200        linearDepMaps[i].clear();
2201        graphColorMaps[i].clear();
2202    }
2203    ssaReplacesMap.clear();
2204    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
2205    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
2206   
2207    // set up
2208    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
2209    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
2210    createSSAData(*section.usageHandler);
2211    applySSAReplaces();
2212    createLivenesses(*section.usageHandler);
2213    createInterferenceGraph();
2214    colorInterferenceGraph();
2215}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.