source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 4129

Last change on this file since 4129 was 4129, checked in by matszpk, 14 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: include svregs (readBeforeWrite) not in all returns in routine for rest of paths.

File size: 89.1 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 getVIdx(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& vidx)
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>& vidxes = vregIndexMap.find(svreg)->second;
724    /*ARDOut << "lvn[" << regType << "][" << vidxes[ssaId] << "]. ssaIdIdx: " <<
725            ssaIdIdx << ". ssaId: " << ssaId << ". svreg: " << svreg.regVar << ":" <<
726            svreg.index << "\n";*/
727    //return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
728    vidx = vidxes[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 vidx;
737    getVIdx(svreg, ssaIdIdx, ssaInfo, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges,
738            regType, vidx);
739    return livenesses[regType][vidx];
740}
741
742static void getVIdx2(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaId,
743        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
744        cxuint& regType, size_t& vidx)
745{
746    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
747    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
748    const std::vector<size_t>& vidxes = vregIndexMap.find(svreg)->second;
749    /*ARDOut << "lvn[" << regType << "][" << vidxes[ssaId] << "]. ssaId: " <<
750            ssaId << ". svreg: " << svreg.regVar << ":" << svreg.index << "\n";*/
751    vidx = vidxes[ssaId];
752}
753
754
755static void addVIdxToCallEntry(size_t blockIndex, cxuint regType, size_t vidx,
756            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
757            std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxCallMap,
758            const std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxRoutineMap)
759{
760    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[blockIndex];
761    if (cblock.haveCalls)
762    {
763        VIdxSetEntry& varCallEntry = vidxCallMap[blockIndex];
764        for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
765            if (next.isCall)
766            {
767                const auto& allLvs = vidxRoutineMap.find(next.block)->second;
768                if (allLvs.vs[regType].find(vidx) == allLvs.vs[regType].end())
769                    // add callLiveTime only if vreg not present in routine
770                    varCallEntry.vs[regType].insert(vidx);
771            }
772    }
773}
774
775static void fillUpInsideRoutine(std::unordered_set<size_t>& visited,
776            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
777            std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxCallMap,
778            const std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxRoutineMap,
779            size_t startBlock, const AsmSingleVReg& svreg, Liveness& lv,
780            cxuint lvRType /* lv register type */, size_t vidx)
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.insert(entry.blockIndex).second)
797            {
798                size_t cbStart = cblock.start;
799                if (flowStack.size() == 1)
800                {
801                    // if first block, then get last occurrence in this path
802                    auto sinfoIt = cblock.ssaInfoMap.find(svreg);
803                    if (sinfoIt != cblock.ssaInfoMap.end())
804                        cbStart = sinfoIt->second.lastPos+1;
805                }
806                // just insert
807                lv.insert(cbStart, cblock.end);
808               
809                addVIdxToCallEntry(entry.blockIndex, lvRType, vidx,
810                        codeBlocks, vidxCallMap, vidxRoutineMap);
811            }
812            else
813            {
814                flowStack.pop_back();
815                continue;
816            }
817        }
818       
819        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
820        {
821            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
822            entry.nextIndex++;
823        }
824        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
825                // if have any call then go to next block
826                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
827                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
828        {
829            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
830            entry.nextIndex++;
831        }
832        else // back
833            flowStack.pop_back();
834    }
835}
836
837static void joinVRegRecur(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
838            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
839            std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxCallMap,
840            const std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxRoutineMap,
841            LastVRegStackPos flowStkStart, const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaId,
842            const VarIndexMap* vregIndexMaps, std::vector<Liveness>* livenesses,
843            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges, bool skipLastBlock = false)
844{
845    struct JoinEntry
846    {
847        size_t blockIndex; // block index where is call
848        size_t nextIndex; // next index of routine call
849        size_t lastAccessIndex; // last access pos index
850        bool inSubroutines;
851    };
852   
853    FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
854    if (skipLastBlock)
855        --flitEnd; // before last element
856    cxuint lvRegType;
857    size_t vidx;
858    getVIdx2(svreg, ssaId, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges, lvRegType, vidx);
859    Liveness& lv = livenesses[lvRegType][vidx];
860   
861    std::unordered_set<size_t> visited;
862   
863    std::stack<JoinEntry> rjStack; // routine join stack
864    if (flowStkStart.inSubroutines)
865        rjStack.push({ flowStack[flowStkStart.stackPos].blockIndex, 0, 0, true });
866   
867    while (!rjStack.empty())
868    {
869        JoinEntry& entry = rjStack.top();
870        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
871       
872        if (entry.inSubroutines && entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
873        {
874            bool doNextIndex = false; // true if to next call
875            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
876            {
877                const RoutineDataLv& rdata =
878                        routineMap.find(cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second;
879                auto lastAccessIt = rdata.lastAccessMap.find(svreg);
880                if (lastAccessIt != rdata.lastAccessMap.end())
881                {
882                    if (entry.lastAccessIndex < lastAccessIt->second.size())
883                    {
884                        const auto& lastAccess =
885                                lastAccessIt->second[entry.lastAccessIndex];
886                        rjStack.push({ lastAccess.blockIndex, 0,
887                                    0, lastAccess.inSubroutines });
888                        entry.lastAccessIndex++;
889                        if (entry.lastAccessIndex == lastAccessIt->second.size())
890                            doNextIndex = true;
891                    }
892                    else
893                        doNextIndex = true;
894                }
895                else
896                    doNextIndex = true;
897            }
898            else
899                doNextIndex = true;
900           
901            if (doNextIndex)
902            {
903                // to next call
904                entry.nextIndex++;
905                entry.lastAccessIndex = 0;
906            }
907        }
908        else
909        {
910            // fill up next block in path (do not fill start block)
911            /* if inSubroutines, then first block
912             * (that with subroutines calls) will be skipped */
913            if (rjStack.size() > 1)
914                fillUpInsideRoutine(visited, codeBlocks, vidxCallMap, vidxRoutineMap,
915                        entry.blockIndex + (entry.inSubroutines), svreg,
916                        lv, lvRegType, vidx);
917            rjStack.pop();
918        }
919    }
920   
921    if (flitEnd != flowStack.begin())
922    {
923        const CodeBlock& cbLast = codeBlocks[(flitEnd-1)->blockIndex];
924        if (lv.contain(cbLast.end-1))
925            // if already filled up
926            return;
927    }
928   
929    auto flit = flowStack.begin() + flowStkStart.stackPos + (flowStkStart.inSubroutines);
930    const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
931   
932    if (flit != flitEnd)
933    {
934        auto sinfoIt = lastBlk.ssaInfoMap.find(svreg);
935        size_t lastPos = lastBlk.start;
936        if (sinfoIt != lastBlk.ssaInfoMap.end())
937        {
938            if (flit->nextIndex > lastBlk.nexts.size())
939                // only if pass this routine
940                addVIdxToCallEntry(flit->blockIndex, lvRegType, vidx,
941                        codeBlocks, vidxCallMap, vidxRoutineMap);
942            // if begin at some point at last block
943            lastPos = sinfoIt->second.lastPos;
944            lv.insert(lastPos + 1, lastBlk.end);
945            ++flit; // skip last block in stack
946        }
947    }
948    // fill up to this
949    for (; flit != flitEnd; ++flit)
950    {
951        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
952        if (flit->nextIndex > cblock.nexts.size())
953            // only if pass this routine
954            addVIdxToCallEntry(flit->blockIndex, lvRegType, vidx, codeBlocks,
955                        vidxCallMap, vidxRoutineMap);
956        lv.insert(cblock.start, cblock.end);
957    }
958}
959
960/* handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
961 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
962 */
963
964/* join livenesses between consecutive code blocks */
965static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& flowStack,
966        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
967        std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxCallMap,
968        const std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxRoutineMap,
969        const LastVRegMap& lastVRegMap, std::vector<Liveness>* livenesses,
970        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
971{
972    ARDOut << "putCrossBlockLv block: " << flowStack.back().blockIndex << "\n";
973    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
974    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
975        if (entry.second.readBeforeWrite)
976        {
977            // find last
978            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
979            LastVRegStackPos flowStackStart = (lvrit != lastVRegMap.end()) ?
980                lvrit->second.back() : LastVRegStackPos{ 0, false };
981           
982            joinVRegRecur(flowStack, codeBlocks, routineMap, vidxCallMap, vidxRoutineMap,
983                    flowStackStart, entry.first, entry.second.ssaIdBefore,
984                    vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
985        }
986}
987
988// add new join second cache entry with readBeforeWrite for all encountered regvars
989static void addJoinSecCacheEntry(const RoutineLvMap& routineMap,
990                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
991                SimpleCache<size_t, SVRegMap>& joinSecondPointsCache,
992                size_t nextBlock)
993{
994    ARDOut << "addJoinSecCacheEntry: " << nextBlock << "\n";
995    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
996    // traverse by graph from next block
997    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
998    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
999    std::unordered_set<size_t> visited;
1000   
1001    SVRegBlockMap alreadyReadMap;
1002    SVRegMap cacheSecPoints;
1003   
1004    while (!flowStack.empty())
1005    {
1006        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1007        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1008       
1009        if (entry.nextIndex == 0)
1010        {
1011            // process current block
1012            if (visited.insert(entry.blockIndex).second)
1013            {
1014                ARDOut << "  resolv (cache): " << entry.blockIndex << "\n";
1015               
1016                const SVRegMap* resSecondPoints =
1017                            joinSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1018                if (resSecondPoints == nullptr)
1019                {
1020                    // if joinSecondPointCache not found
1021                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1022                    {
1023                        const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1024                        auto res = alreadyReadMap.insert(
1025                                    { sentry.first, entry.blockIndex });
1026                       
1027                        if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
1028                            cacheSecPoints[sentry.first] = sinfo.ssaIdBefore;
1029                    }
1030                }
1031                else // to use cache
1032                {
1033                    // add to current cache sec points
1034                    for (const auto& rsentry: *resSecondPoints)
1035                    {
1036                        const bool alreadyRead =
1037                            alreadyReadMap.find(rsentry.first) != alreadyReadMap.end();
1038                        if (!alreadyRead)
1039                            cacheSecPoints[rsentry.first] = rsentry.second;
1040                    }
1041                    flowStack.pop_back();
1042                    continue;
1043                }
1044            }
1045            else
1046            {
1047                // back, already visited
1048                ARDOut << "join already (cache): " << entry.blockIndex << "\n";
1049                flowStack.pop_back();
1050                continue;
1051            }
1052        }
1053       
1054        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1055        {
1056            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1057            entry.nextIndex++;
1058        }
1059        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1060                // if have any call then go to next block
1061                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1062                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1063        {
1064            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1065            for (const auto& next: cblock.nexts)
1066                if (next.isCall)
1067                {
1068                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1069                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1070                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1071                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1072                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1073                }
1074           
1075            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1076            entry.nextIndex++;
1077        }
1078        else // back
1079        {
1080            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1081            // before write (can be different due to earlier visit)
1082            for (const auto& next: cblock.nexts)
1083                if (next.isCall)
1084                {
1085                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1086                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1087                    {
1088                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1089                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1090                            alreadyReadMap.erase(it);
1091                    }
1092                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1093                    {
1094                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1095                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1096                            alreadyReadMap.erase(it);
1097                    }
1098                }
1099           
1100            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1101            {
1102                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1103                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1104                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1105                    // before write (can be different due to earlier visit)
1106                    alreadyReadMap.erase(it);
1107            }
1108            ARDOut << "  popjoin (cache)\n";
1109            flowStack.pop_back();
1110        }
1111    }
1112   
1113    joinSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1114}
1115
1116// apply calls (changes from these calls) from code blocks to stack var map
1117static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock, const RoutineLvMap& routineMap,
1118        LastStackPosMap& stackVarMap, size_t pfPos, size_t nextIndex)
1119{
1120    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1121        if (next.isCall)
1122        {
1123            ARDOut << "  japplycall: " << pfPos << ": " <<
1124                    nextIndex << ": " << next.block << "\n";
1125            const LastAccessMap& regVarMap =
1126                    routineMap.find(next.block)->second.lastAccessMap;
1127            for (const auto& sentry: regVarMap)
1128            {
1129                // MSVC error fix
1130                auto& v = stackVarMap[sentry.first];
1131                v = LastVRegStackPos{ pfPos, true };
1132            }
1133        }
1134}
1135
1136static void joinRegVarLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry3>& prevFlowStack,
1137        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks, const RoutineLvMap& routineMap,
1138        std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxCallMap,
1139        const std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxRoutineMap,
1140        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
1141        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
1142        SimpleCache<size_t, LastStackPosMap>& joinFirstPointsCache,
1143        SimpleCache<size_t, SVRegMap>& joinSecondPointsCache,
1144        const VarIndexMap* vregIndexMaps,
1145        std::vector<Liveness>* livenesses, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1146{
1147    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
1148    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
1149    --pfEnd;
1150    ARDOut << "startJoinLv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << "\n";
1151    // key - varreg, value - last position in previous flowStack
1152    LastStackPosMap stackVarMap;
1153   
1154    size_t pfStartIndex = 0;
1155    {
1156        auto pfPrev = pfEnd;
1157        --pfPrev;
1158        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
1159        if (it != prevWaysIndexMap.end())
1160        {
1161            const LastStackPosMap* cached = joinFirstPointsCache.use(it->second.first);
1162            if (cached!=nullptr)
1163            {
1164                ARDOut << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
1165                        it->second.second << "\n";
1166                stackVarMap = *cached;
1167                pfStartIndex = it->second.second+1;
1168               
1169                // apply missing calls at end of the cached
1170                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
1171               
1172                const FlowStackEntry3& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
1173                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1174                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1175                                    pfStartIndex-1, -1);
1176            }
1177        }
1178    }
1179   
1180    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
1181    {
1182        const FlowStackEntry3& entry = *pfit;
1183        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1184        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1185        {
1186            // MSVC error fix
1187            auto& v = stackVarMap[sentry.first];
1188            v = { size_t(pfit - prevFlowStack.begin()), false };
1189        }
1190       
1191        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1192            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1193                        pfit - prevFlowStack.begin(), entry.nextIndex);
1194       
1195        // put to first point cache
1196        if (waysToCache[pfit->blockIndex] &&
1197            !joinFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1198        {
1199            ARDOut << "put pfcache " << pfit->blockIndex << "\n";
1200            joinFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1201        }
1202    }
1203   
1204    SVRegMap cacheSecPoints;
1205    const bool toCache = (!joinSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1206                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1207   
1208    // traverse by graph from next block
1209    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1210    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1211    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1212   
1213    // already read in current path
1214    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1215    SVRegMap alreadyReadMap;
1216   
1217    while (!flowStack.empty())
1218    {
1219        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1220        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1221       
1222        if (entry.nextIndex == 0)
1223        {
1224            // process current block
1225            if (!visited[entry.blockIndex])
1226            {
1227                visited[entry.blockIndex] = true;
1228                ARDOut << "  lvjoin: " << entry.blockIndex << "\n";
1229               
1230                const SVRegMap* joinSecondPoints =
1231                        joinSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1232               
1233                if (joinSecondPoints == nullptr)
1234                    for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1235                    {
1236                        const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1237                        auto res = alreadyReadMap.insert(
1238                                    { sentry.first, entry.blockIndex });
1239                       
1240                        if (toCache)
1241                            cacheSecPoints[sentry.first] = sinfo.ssaIdBefore;
1242                       
1243                        if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
1244                        {
1245                            auto it = stackVarMap.find(sentry.first);
1246                            LastVRegStackPos stackPos = (it != stackVarMap.end() ?
1247                                        it->second : LastVRegStackPos{ 0, false });
1248                           
1249                            joinVRegRecur(prevFlowStack, codeBlocks, routineMap,
1250                                vidxCallMap, vidxRoutineMap,
1251                                stackPos, sentry.first, sentry.second.ssaIdBefore,
1252                                vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
1253                        }
1254                    }
1255                else
1256                {
1257                    ARDOut << "use join secPointCache: " << entry.blockIndex << "\n";
1258                    // add to current cache sec points
1259                    for (const auto& rsentry: *joinSecondPoints)
1260                    {
1261                        const bool alreadyRead =
1262                            alreadyReadMap.find(rsentry.first) != alreadyReadMap.end();
1263                       
1264                        if (!alreadyRead)
1265                        {
1266                            if (toCache)
1267                                cacheSecPoints[rsentry.first] = rsentry.second;
1268                           
1269                            auto it = stackVarMap.find(rsentry.first);
1270                            LastVRegStackPos stackPos = (it != stackVarMap.end() ?
1271                                        it->second : LastVRegStackPos{ 0, false });
1272                           
1273                            joinVRegRecur(prevFlowStack, codeBlocks, routineMap,
1274                                vidxCallMap, vidxRoutineMap,
1275                                stackPos, rsentry.first, rsentry.second, vregIndexMaps,
1276                                livenesses, regTypesNum, regRanges, true);
1277                        }
1278                    }
1279                    flowStack.pop_back();
1280                    continue;
1281                }
1282            }
1283            else
1284            {
1285                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1286                ARDOut << "jcblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1287                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << "\n";
1288                // back, already visited
1289                ARDOut << "join already: " << entry.blockIndex << "\n";
1290                flowStack.pop_back();
1291                continue;
1292            }
1293        }
1294       
1295        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1296        {
1297            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1298            entry.nextIndex++;
1299        }
1300        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1301                // if have any call then go to next block
1302                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1303                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1304        {
1305            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1306            for (const auto& next: cblock.nexts)
1307                if (next.isCall)
1308                {
1309                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1310                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1311                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1312                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1313                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1314                }
1315           
1316            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1317            entry.nextIndex++;
1318        }
1319        else // back
1320        {
1321            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1322            // before write (can be different due to earlier visit)
1323            for (const auto& next: cblock.nexts)
1324                if (next.isCall)
1325                {
1326                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1327                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1328                    {
1329                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1330                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1331                            alreadyReadMap.erase(it);
1332                    }
1333                    for (const auto& v: rdata.lastAccessMap)
1334                    {
1335                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1336                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1337                            alreadyReadMap.erase(it);
1338                    }
1339                }
1340           
1341            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1342            {
1343                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1344                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1345                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1346                    // before write (can be different due to earlier visit)
1347                    alreadyReadMap.erase(it);
1348            }
1349            ARDOut << "  popjoin\n";
1350           
1351            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1352                !joinSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1353                // add to cache
1354                addJoinSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, joinSecondPointsCache,
1355                            entry.blockIndex);
1356           
1357            flowStack.pop_back();
1358        }
1359    }
1360   
1361    if (toCache)
1362        joinSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1363}
1364
1365static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, cxuint rvusNum,
1366            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
1367            const VarIndexMap* vregIndexMaps, const SVRegMap& ssaIdIdxMap,
1368            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1369{
1370    // add linear deps
1371    cxuint count = ldeps[0];
1372    cxuint pos = 1;
1373    cxbyte rvuAdded = 0;
1374    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
1375    {
1376        cxuint ccount = ldeps[pos++];
1377        std::vector<size_t> vidxes;
1378        cxuint regType = UINT_MAX;
1379        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
1380        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
1381        {
1382            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
1383            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
1384            if (rvu.regVar == nullptr)
1385                continue;
1386            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
1387            {
1388                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
1389                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
1390                if (regType==UINT_MAX)
1391                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1392                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1393                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1394                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
1395                // push variable index
1396                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
1397            }
1398        }
1399        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
1400        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
1401        {
1402            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.insertValue(vidxes[k]);
1403            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.insertValue(vidxes[k-1]);
1404        }
1405    }
1406    // add single arg linear dependencies
1407    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
1408        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
1409        {
1410            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
1411            if (rvu.regVar == nullptr)
1412                continue;
1413            std::vector<size_t> vidxes;
1414            cxuint regType = UINT_MAX;
1415            cxbyte align = rvus[i].align;
1416            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
1417            {
1418                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
1419                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
1420                assert(sit != ssaIdIdxMap.end());
1421                if (regType==UINT_MAX)
1422                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1423                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1424                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
1425                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
1426                // push variable index
1427                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
1428            }
1429            ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
1430            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
1431            {
1432                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.insertValue(vidxes[j]);
1433                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.insertValue(vidxes[j-1]);
1434            }
1435        }
1436}
1437
1438static void joinRoutineDataLv(RoutineDataLv& dest, VIdxSetEntry& destVars,
1439            RoutineCurAccessMap& curSVRegMap, FlowStackEntry4& entry,
1440            const RoutineDataLv& src, const VIdxSetEntry& srcVars)
1441{
1442    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1443    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
1444        destVars.vs[i].insert(srcVars.vs[i].begin(), srcVars.vs[i].end());
1445   
1446    // join source lastAccessMap with curSVRegMap
1447    for (const auto& sentry: src.lastAccessMap)
1448    {
1449        auto res = curSVRegMap.insert({ sentry.first, { entry.blockIndex, true } });
1450        if (!res.second)
1451        {   // not added because is present in map
1452            if (res.first->second.blockIndex != entry.blockIndex)
1453                entry.prevCurSVRegMap.insert(*res.first);
1454            // otherwise, it is same code block but inside routines
1455            // and do not change prevCurSVRegMap for revert
1456            // update entry
1457            res.first->second = { entry.blockIndex, true };
1458        }
1459        else
1460            entry.prevCurSVRegMap.insert({ sentry.first, { SIZE_MAX, true } });
1461    }
1462}
1463
1464static void createRoutineDataLv(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1465        const RoutineLvMap& routineMap,
1466        const std::unordered_map<size_t, VIdxSetEntry>& vidxRoutineMap,
1467        RoutineDataLv& rdata, VIdxSetEntry& routineVIdxes,
1468        size_t routineBlock, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
1469        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
1470{
1471    std::deque<FlowStackEntry4> flowStack;
1472    std::unordered_set<size_t> visited;
1473   
1474    // already read in current path
1475    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1476    SVRegMap alreadyReadMap;
1477    std::unordered_set<AsmSingleVReg> vregsNotInAllRets;
1478    std::unordered_set<AsmSingleVReg> vregsInFirstReturn;
1479   
1480    bool notFirstReturn = false;
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.insert(entry.blockIndex).second)
1493            {
1494                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1495                {
1496                    if (sentry.second.readBeforeWrite)
1497                        if (alreadyReadMap.insert(
1498                                    { sentry.first, entry.blockIndex }).second)
1499                        {
1500                            auto res = rdata.rbwSSAIdMap.insert({ sentry.first,
1501                                        sentry.second.ssaIdBefore });
1502                            if (res.second && notFirstReturn)
1503                                // first readBeforeWrite and notFirstReturn
1504                                vregsNotInAllRets.insert(sentry.first);
1505                        }
1506                   
1507                    auto res = curSVRegMap.insert({ sentry.first,
1508                        LastAccessBlockPos{ entry.blockIndex, false } });
1509                    if (!res.second)
1510                    {   // not added because is present in map
1511                        entry.prevCurSVRegMap.insert(*res.first);
1512                        res.first->second = { entry.blockIndex, false };
1513                    }
1514                    else
1515                        entry.prevCurSVRegMap.insert(
1516                                        { sentry.first, { SIZE_MAX, false } });
1517                   
1518                    // all SSAs
1519                    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
1520                    const AsmSingleVReg& svreg = sentry.first;
1521                    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
1522                    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
1523                    const std::vector<size_t>& vidxes =
1524                                vregIndexMap.find(svreg)->second;
1525                   
1526                    // add SSA indices to allSSAs
1527                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1528                        routineVIdxes.vs[regType].insert(vidxes[sinfo.ssaIdBefore]);
1529                    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1530                    {
1531                        routineVIdxes.vs[regType].insert(vidxes[sinfo.ssaIdFirst]);
1532                        for (size_t i = 1; i < sinfo.ssaIdChange; i++)
1533                            routineVIdxes.vs[regType].insert(vidxes[sinfo.ssaId+i]);
1534                        routineVIdxes.vs[regType].insert(vidxes[sinfo.ssaIdLast]);
1535                    }
1536                }
1537            }
1538            else
1539            {
1540                flowStack.pop_back();
1541                continue;
1542            }
1543        }
1544       
1545        // join and skip calls
1546        {
1547            std::vector<size_t> calledRoutines;
1548            for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1549                        cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1550            {
1551                size_t rblock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1552                if (rblock != routineBlock)
1553                    calledRoutines.push_back(rblock);
1554            }
1555           
1556            for (size_t srcRoutBlock: calledRoutines)
1557            {
1558                // update svregs 'not in all returns'
1559                const RoutineDataLv& srcRdata = routineMap.find(srcRoutBlock)->second;
1560                if (notFirstReturn)
1561                    for (const auto& vrentry: srcRdata.rbwSSAIdMap)
1562                        if (rdata.rbwSSAIdMap.find(vrentry.first)==rdata.rbwSSAIdMap.end())
1563                            vregsNotInAllRets.insert(vrentry.first);
1564               
1565                joinRoutineDataLv(rdata, routineVIdxes, curSVRegMap, entry,
1566                        srcRdata, vidxRoutineMap.find(srcRoutBlock)->second);
1567            }
1568        }
1569       
1570        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1571        {
1572            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1573            entry.nextIndex++;
1574        }
1575        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1576                // if have any call then go to next block
1577                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1578                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1579        {
1580            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1581            entry.nextIndex++;
1582        }
1583        else
1584        {
1585            if (cblock.haveReturn)
1586            {
1587                // handle return
1588                // add curSVReg access positions to lastAccessMap
1589                for (const auto& entry: curSVRegMap)
1590                {
1591                    auto res = rdata.lastAccessMap.insert({ entry.first,
1592                                    { entry.second } });
1593                    if (!res.second)
1594                        res.first->second.insertValue(entry.second);
1595                    if (!notFirstReturn)
1596                        // fill up vregs for first return
1597                        vregsInFirstReturn.insert(entry.first);
1598                }
1599                if (notFirstReturn)
1600                    for (const AsmSingleVReg& vreg: vregsInFirstReturn)
1601                        if (curSVRegMap.find(vreg) == curSVRegMap.end())
1602                            // not found in this path then add to 'not in all paths'
1603                            vregsNotInAllRets.insert(vreg);
1604               
1605                notFirstReturn = true;
1606            }
1607            // revert curSVRegMap
1608            for (const auto& sentry: entry.prevCurSVRegMap)
1609                if (sentry.second.blockIndex != SIZE_MAX)
1610                    curSVRegMap.find(sentry.first)->second = sentry.second;
1611                else // no before that
1612                    curSVRegMap.erase(sentry.first);
1613           
1614            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1615            {
1616                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1617                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1618                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1619                    // before write (can be different due to earlier visit)
1620                    alreadyReadMap.erase(it);
1621            }
1622            ARDOut << "  popjoin\n";
1623            flowStack.pop_back();
1624        }
1625    }
1626   
1627    // handle unused svregs in this path (from routine start) and
1628    // used other paths and have this same ssaId as at routine start.
1629    // just add to lastAccessMap svreg for start to join through all routine
1630    for (const AsmSingleVReg& svreg: vregsNotInAllRets)
1631    {
1632        auto res = rdata.lastAccessMap.insert({ svreg, { { routineBlock, false } } });
1633        if (!res.second)
1634            res.first->second.insertValue({ routineBlock, false });
1635    }
1636}
1637
1638static inline void revertLastSVReg(LastVRegMap& lastVRegMap, const AsmSingleVReg& svreg)
1639{
1640    auto lvrit = lastVRegMap.find(svreg);
1641    if (lvrit != lastVRegMap.end())
1642    {
1643        std::vector<LastVRegStackPos>& lastPos = lvrit->second;
1644        lastPos.pop_back();
1645        if (lastPos.empty()) // just remove from lastVRegs
1646            lastVRegMap.erase(lvrit);
1647    }
1648}
1649
1650/* TODO: handling livenesses between routine call:
1651 *   for any routine call in call point:
1652 *     add extra liveness point which will be added to liveness of the vars used between
1653 *     call point and to liveness of the vars used inside routine
1654 */
1655
1656void AsmRegAllocator::createLivenesses(ISAUsageHandler& usageHandler)
1657{
1658    ARDOut << "----- createLivenesses ------\n";
1659    // construct var index maps
1660    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1661    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+MAX_REGTYPES_NUM, size_t(0));
1662    size_t regTypesNum;
1663    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1664   
1665    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
1666        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
1667        {
1668            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
1669            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
1670            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
1671            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
1672            std::vector<size_t>& vidxes = vregIndices[entry.first];
1673            size_t ssaIdCount = 0;
1674            if (sinfo.readBeforeWrite)
1675                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
1676            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1677            {
1678                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
1679                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1);
1680                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
1681            }
1682            // if not readBeforeWrite and neither ssaIdChanges but it is write to
1683            // normal register
1684            if (entry.first.regVar==nullptr)
1685                ssaIdCount = 1;
1686           
1687            if (vidxes.size() < ssaIdCount)
1688                vidxes.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
1689           
1690            // set liveness index to vidxes
1691            if (sinfo.readBeforeWrite)
1692            {
1693                if (vidxes[sinfo.ssaIdBefore] == SIZE_MAX)
1694                    vidxes[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
1695            }
1696            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1697            {
1698                // fill up vidxes (with graph Ids)
1699                if (vidxes[sinfo.ssaIdFirst] == SIZE_MAX)
1700                    vidxes[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
1701                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
1702                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
1703                    vidxes[ssaId] = graphVregsCount++;
1704                if (vidxes[sinfo.ssaIdLast] == SIZE_MAX)
1705                    vidxes[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
1706            }
1707            // if not readBeforeWrite and neither ssaIdChanges but it is write to
1708            // normal register
1709            if (entry.first.regVar==nullptr && vidxes[0] == SIZE_MAX)
1710                vidxes[0] = graphVregsCount++;
1711        }
1712   
1713    // construct vreg liveness
1714    std::deque<CallStackEntry2> callStack;
1715    std::deque<FlowStackEntry3> flowStack;
1716    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1717    // hold last vreg ssaId and position
1718    LastVRegMap lastVRegMap;
1719   
1720    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1721    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1722    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1723    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1724    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1725    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1726   
1727    size_t rbwCount = 0;
1728    size_t wrCount = 0;
1729   
1730    RoutineLvMap routineMap;
1731    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
1732   
1733    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
1734        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
1735   
1736    // callLiveTime - call live time where routine will be called
1737    // reverse counted, begin from SIZE_MAX, used for joining svreg from routines
1738    // and svreg used in this time
1739    size_t curLiveTime = 0;
1740    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1741   
1742    while (!flowStack.empty())
1743    {
1744        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
1745        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1746       
1747        if (entry.nextIndex == 0)
1748        {
1749            curLiveTime = cblock.start;
1750            // process current block
1751            if (!visited[entry.blockIndex])
1752            {
1753                visited[entry.blockIndex] = true;
1754                ARDOut << "joinpush: " << entry.blockIndex << "\n";
1755                if (flowStack.size() > 1)
1756                    putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, routineMap,
1757                            vidxCallMap, vidxRoutineMap, lastVRegMap,
1758                            livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1759                // update last vreg position
1760                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1761                {
1762                    // update
1763                    auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first,
1764                                { { flowStack.size()-1, false } } });
1765                    if (!res.second) // if not first seen, just update
1766                        // update last
1767                        res.first->second.push_back({ flowStack.size()-1, false });
1768                   
1769                    // count read before writes (for cache weight)
1770                    if (sentry.second.readBeforeWrite)
1771                        rbwCount++;
1772                    if (sentry.second.ssaIdChange!=0)
1773                        wrCount++;
1774                }
1775               
1776                // main routine to handle ssaInfos
1777                SVRegMap ssaIdIdxMap;
1778                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
1779                cxuint instrRVUsCount = 0;
1780               
1781                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
1782                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
1783                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
1784               
1785                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
1786                // register in liveness
1787                while (true)
1788                {
1789                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
1790                    bool hasNext = false;
1791                    if (usageHandler.hasNext() && oldOffset < cblock.end)
1792                    {
1793                        hasNext = true;
1794                        rvu = usageHandler.nextUsage();
1795                    }
1796                    const size_t liveTime = oldOffset;
1797                    if ((!hasNext || rvu.offset > oldOffset) && oldOffset < cblock.end)
1798                    {
1799                        ARDOut << "apply to liveness. offset: " << oldOffset << "\n";
1800                        // apply to liveness
1801                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
1802                        {
1803                            auto svrres = ssaIdIdxMap.insert({ svreg, 0 });
1804                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, svrres.first->second,
1805                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
1806                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1807                            if (svrres.second)
1808                                // begin region from this block
1809                                lv.newRegion(curLiveTime);
1810                            lv.expand(liveTime);
1811                        }
1812                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
1813                        {
1814                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
1815                            if (svreg.regVar != nullptr)
1816                                ssaIdIdx++;
1817                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
1818                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
1819                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1820                            // works only with ISA where smallest instruction have 2 bytes!
1821                            // after previous read, but not after instruction.
1822                            // if var is not used anywhere then this liveness region
1823                            // blocks assignment for other vars
1824                            lv.insert(liveTime+1, liveTime+2);
1825                        }
1826                        // get linear deps and equal to
1827                        cxbyte lDeps[16];
1828                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs, lDeps);
1829                       
1830                        addUsageDeps(lDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
1831                                linearDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
1832                                regTypesNum, regRanges);
1833                       
1834                        readSVRegs.clear();
1835                        writtenSVRegs.clear();
1836                        if (!hasNext)
1837                            break;
1838                        oldOffset = rvu.offset;
1839                        instrRVUsCount = 0;
1840                    }
1841                    if (hasNext && oldOffset < cblock.end && !rvu.useRegMode)
1842                        instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
1843                    if (oldOffset >= cblock.end)
1844                        break;
1845                   
1846                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1847                    {
1848                        // per register/singlvreg
1849                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
1850                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1851                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
1852                        else // read or treat as reading // expand previous region
1853                            readSVRegs.push_back(svreg);
1854                    }
1855                }
1856            }
1857            else
1858            {
1859                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1860                ARDOut << "jcblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1861                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << "\n";
1862               
1863                // back, already visited
1864                flowStack.pop_back();
1865               
1866                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1867                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1868                {
1869                    // mark point of way to cache (res first point)
1870                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1871                    ARDOut << "mark to pfcache " <<
1872                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1873                            curWayBIndex << "\n";
1874                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1875                }
1876                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1877                ARDOut << "lastCcwP: " << curWayBIndex << "\n";
1878                continue;
1879            }
1880        }
1881       
1882        if (!callStack.empty() &&
1883            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1884            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1885        {
1886            ARDOut << " ret: " << entry.blockIndex << "\n";
1887            const size_t routineBlock = callStack.back().routineBlock;
1888            auto res = routineMap.insert({ routineBlock, { } });
1889           
1890            if (res.second)
1891            {
1892                auto varRes = vidxRoutineMap.insert({ routineBlock, VIdxSetEntry{} });
1893                createRoutineDataLv(codeBlocks, routineMap, vidxRoutineMap,
1894                        res.first->second, varRes.first->second,
1895                        routineBlock, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
1896            }
1897            else
1898            {
1899                // already added join livenesses from all readBeforeWrites
1900                for (const auto& entry: res.first->second.rbwSSAIdMap)
1901                {
1902                    // find last
1903                    auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
1904                    LastVRegStackPos flowStackStart = (lvrit != lastVRegMap.end()) ?
1905                            lvrit->second.back() : LastVRegStackPos{ 0, false };
1906                   
1907                    joinVRegRecur(flowStack, codeBlocks, routineMap,
1908                                  vidxCallMap, vidxRoutineMap,
1909                            flowStackStart, entry.first, entry.second, vregIndexMaps,
1910                            livenesses, regTypesNum, regRanges, false);
1911                }
1912            }
1913            callStack.pop_back(); // just return from call
1914        }
1915       
1916        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1917        {
1918            //bool isCall = false;
1919            size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1920            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1921            {
1922                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1923                //isCall = true;
1924            }
1925           
1926            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1927            entry.nextIndex++;
1928        }
1929        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1930                // if have any call then go to next block
1931                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1932                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1933        {
1934            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1935            {
1936                std::unordered_set<AsmSingleVReg> regSVRegs;
1937                // just add last access of svreg from call routines to lastVRegMap
1938                // and join svregs from routine with svreg used at this time
1939                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1940                    if (next.isCall)
1941                    {
1942                        const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1943                        for (const auto& entry: rdata.lastAccessMap)
1944                            if (regSVRegs.insert(entry.first).second)
1945                            {
1946                                auto res = lastVRegMap.insert({ entry.first,
1947                                        { { flowStack.size()-1, true } } });
1948                                if (!res.second) // if not first seen, just update
1949                                    // update last
1950                                    res.first->second.push_back(
1951                                                { flowStack.size()-1, true });
1952                            }
1953                    }
1954            }
1955           
1956            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1957            entry.nextIndex++;
1958        }
1959        else // back
1960        {
1961            // revert lastSSAIdMap
1962            flowStack.pop_back();
1963           
1964            // revert lastVRegs in call
1965            std::unordered_set<AsmSingleVReg> revertedSVRegs;
1966            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1967                if (next.isCall)
1968                {
1969                    const RoutineDataLv& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1970                    for (const auto& entry: rdata.lastAccessMap)
1971                        if (revertedSVRegs.insert(entry.first).second)
1972                            revertLastSVReg(lastVRegMap, entry.first);
1973                }
1974           
1975            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1976                revertLastSVReg(lastVRegMap, sentry.first);
1977           
1978            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1979                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1980            {
1981                lastCommonCacheWayPoint =
1982                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1983                ARDOut << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << "\n";
1984            }
1985        }
1986    }
1987   
1988    // after, that resolve joins (join with already visited code)
1989    // SVRegMap in this cache: key - vreg, value - last flowStack entry position
1990    SimpleCache<size_t, LastStackPosMap> joinFirstPointsCache(wrCount<<1);
1991    // SVRegMap in this cache: key - vreg, value - first readBefore in second part
1992    SimpleCache<size_t, SVRegMap> joinSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1993   
1994    flowStack.clear();
1995    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1996   
1997    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1998   
1999    while (!flowStack.empty())
2000    {
2001        FlowStackEntry3& entry = flowStack.back();
2002        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2003       
2004        if (entry.nextIndex == 0)
2005        {
2006            // process current block
2007            if (!visited[entry.blockIndex])
2008                visited[entry.blockIndex] = true;
2009            else
2010            {
2011                joinRegVarLivenesses(flowStack, codeBlocks, routineMap,
2012                        vidxCallMap, vidxRoutineMap,
2013                        prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2014                        joinFirstPointsCache, joinSecondPointsCache,
2015                        vregIndexMaps, livenesses, regTypesNum, regRanges);
2016                // back, already visited
2017                flowStack.pop_back();
2018                continue;
2019            }
2020        }
2021       
2022        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2023        {
2024            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2025            entry.nextIndex++;
2026        }
2027        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2028                // if have any call then go to next block
2029                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2030                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2031        {
2032            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2033            entry.nextIndex++;
2034        }
2035        else // back
2036        {
2037            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2038                !joinSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2039                // add to cache
2040                addJoinSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, joinSecondPointsCache,
2041                            entry.blockIndex);
2042            flowStack.pop_back();
2043        }
2044    }
2045   
2046    // move livenesses to AsmRegAllocator outLivenesses
2047    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2048    {
2049        std::vector<Liveness>& livenesses2 = livenesses[regType];
2050        Array<OutLiveness>& outLivenesses2 = outLivenesses[regType];
2051        outLivenesses2.resize(livenesses2.size());
2052        for (size_t li = 0; li < livenesses2.size(); li++)
2053        {
2054            outLivenesses2[li].resize(livenesses2[li].l.size());
2055            std::copy(livenesses2[li].l.begin(), livenesses2[li].l.end(),
2056                      outLivenesses2[li].begin());
2057            livenesses2[li].clear();
2058        }
2059        livenesses2.clear();
2060    }
2061}
2062
2063void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph()
2064{
2065    /// construct liveBlockMaps
2066    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2067    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2068    {
2069        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2070        Array<OutLiveness>& liveness = outLivenesses[regType];
2071        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2072        {
2073            OutLiveness& lv = liveness[li];
2074            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv)
2075                if (blk.first != blk.second)
2076                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2077            lv.clear();
2078        }
2079        liveness.clear();
2080    }
2081   
2082    // create interference graphs
2083    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2084    {
2085        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2086        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2087        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2088       
2089        auto lit = liveBlockMap.begin();
2090        size_t rangeStart = 0;
2091        if (lit != liveBlockMap.end())
2092            rangeStart = lit->start;
2093        while (lit != liveBlockMap.end())
2094        {
2095            const size_t blkStart = lit->start;
2096            const size_t blkEnd = lit->end;
2097            size_t rangeEnd = blkEnd;
2098            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2099            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2100            // collect from this range, variable indices
2101            std::set<size_t> varIndices;
2102            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2103                varIndices.insert(lit2->vidx);
2104            // push to intergraph as full subgGraph
2105            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2106                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2107                    if (vit != vit2)
2108                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2109            // go to next live blocks
2110            rangeStart = rangeEnd;
2111            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2112                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2113                    break;
2114            if (lit == liveBlockMap.end())
2115                break; //
2116            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2117        }
2118    }
2119}
2120
2121/* algorithm to allocate regranges:
2122 * from smallest regranges to greatest regranges:
2123 *   choosing free register: from smallest free regranges
2124 *      to greatest regranges:
2125 *         in this same regrange:
2126 *               try to find free regs in regranges
2127 *               try to link free ends of two distinct regranges
2128 */
2129
2130void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2131{
2132    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2133                    assembler.deviceType);
2134   
2135    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2136    {
2137        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2138        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2139        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2140        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2141       
2142        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2143        gcMap.resize(nodesNum);
2144        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2145        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2146        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2147       
2148        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2149        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2150        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2151            nodeSet.insert(i);
2152       
2153        cxuint colorsNum = 0;
2154        // firstly, allocate real registers
2155        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2156            if (entry.first.regVar == nullptr)
2157                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2158       
2159        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2160        {
2161            size_t node = *nodeSet.begin();
2162            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2163                continue; // already colored
2164            size_t color = 0;
2165           
2166            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2167            {
2168                // find first usable color
2169                bool thisSame = false;
2170                for (size_t nb: interGraph[node])
2171                    if (gcMap[nb] == color)
2172                    {
2173                        thisSame = true;
2174                        break;
2175                    }
2176                if (!thisSame)
2177                    break;
2178            }
2179            if (color==colorsNum) // add new color if needed
2180            {
2181                if (colorsNum >= maxColorsNum)
2182                    throw AsmException("Too many register is needed");
2183                colorsNum++;
2184            }
2185           
2186            gcMap[node] = color;
2187            // update SDO for node
2188            bool colorExists = false;
2189            for (size_t nb: interGraph[node])
2190                if (gcMap[nb] == color)
2191                {
2192                    colorExists = true;
2193                    break;
2194                }
2195            if (!colorExists)
2196                sdoCounts[node]++;
2197            // update SDO for neighbors
2198            for (size_t nb: interGraph[node])
2199            {
2200                colorExists = false;
2201                for (size_t nb2: interGraph[nb])
2202                    if (gcMap[nb2] == color)
2203                    {
2204                        colorExists = true;
2205                        break;
2206                    }
2207                if (!colorExists)
2208                {
2209                    if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2210                        nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
2211                    sdoCounts[nb]++;
2212                    if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2213                        nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
2214                }
2215            }
2216           
2217            gcMap[node] = color;
2218        }
2219    }
2220}
2221
2222void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
2223{
2224    // before any operation, clear all
2225    codeBlocks.clear();
2226    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
2227    {
2228        graphVregsCounts[i] = 0;
2229        vregIndexMaps[i].clear();
2230        interGraphs[i].clear();
2231        linearDepMaps[i].clear();
2232        graphColorMaps[i].clear();
2233    }
2234    ssaReplacesMap.clear();
2235    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
2236    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
2237   
2238    // set up
2239    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
2240    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
2241    createSSAData(*section.usageHandler);
2242    applySSAReplaces();
2243    createLivenesses(*section.usageHandler);
2244    createInterferenceGraph();
2245    colorInterferenceGraph();
2246}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.