#pragma once

#include <list>
#include <memory>
#include <stack>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include "IR.h"
#include "IRBuilder.h"
#include "SysYIRAnalyser.h"
#include "SysYIROptUtils.h"

namespace sysy {
/**
 * 实现静态单变量赋值核心类 mem2reg
 */
class Mem2Reg {
private:
  Module *pModule;
  IRBuilder *pBuilder;
  ControlFlowAnalysis *controlFlowAnalysis;  // 控制流分析
  ActiveVarAnalysis *activeVarAnalysis;  // 活跃变量分析
  DataFlowAnalysisUtils dataFlowAnalysisUtils;

public:
  Mem2Reg(Module *pMoudle, IRBuilder *pBuilder, 
          ControlFlowAnalysis *pCFA = nullptr, ActiveVarAnalysis *pAVA = nullptr) :
    pModule(pMoudle), pBuilder(pBuilder), controlFlowAnalysis(pCFA), activeVarAnalysis(pAVA), dataFlowAnalysisUtils()
   {}  // 初始化函数

  void mem2regPipeline();  ///< mem2reg

private:

  // phi节点的插入需要计算IDF
  std::unordered_set<BasicBlock *> computeIterDf(const std::unordered_set<BasicBlock *> &blocks);  ///< 计算定义块集合的迭代支配边界

  auto computeValue2Blocks() -> void;  ///< 计算value2block的映射(不包括数组和global)

  auto preOptimize1() -> void;  ///< llvm memtoreg预优化1: 删除不含load的alloc和store
  auto preOptimize2() -> void;  ///< llvm memtoreg预优化2: 针对某个变量的Defblocks只有一个块的情况
  auto preOptimize3() -> void;  ///< llvm memtoreg预优化3: 针对某个变量的所有读写都在同一个块中的情况

  auto insertPhi() -> void;  ///< 为所有变量的迭代支配边界插入phi结点

  auto rename(BasicBlock *block, std::unordered_map<Value *, int> &count,
              std::unordered_map<Value *, std::stack<Instruction *>> &stacks) -> void;  ///< 单个块的重命名
  auto renameAll() -> void;                                                             ///< 重命名所有块

  // private helper function.
private:
  auto getPredIndex(BasicBlock *n, BasicBlock *s) -> int;  ///< 获取前驱索引
  auto cascade(Instruction *instr, bool &changed, Function *func, BasicBlock *block,
               std::list<std::unique_ptr<Instruction>> &instrs) -> void;  ///< 消除级联关系

};
}  // namespace sysy