nsz Git - libfirm/blob - ir/be/becopyheur4.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Simple copy minimization heuristics.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @date        27.04.2007
  25  * @version     $Id$
  26  *
  27  * This is the C implementation of the mst algorithm
  28  * originally written in Java by Sebastian Hack.
  29  * (also known as "heur3" :)
  30  * Performs simple copy minimization.
  31  */
  32 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  33 #include "config.h"
  34 #endif /* HAVE_CONFIG_H */
  35
  36 #include <float.h>
  37
  38 #include "array.h"
  39 #include "irnode_t.h"
  40 #include "bitset.h"
  41 #include "raw_bitset.h"
  42 #include "irphase_t.h"
  43 #include "pqueue.h"
  44 #include "xmalloc.h"
  45 #include "pdeq.h"
  46 #include "pset.h"
  47 #include "irprintf.h"
  48 #include "irbitset.h"
  49 #include "error.h"
  50 #include "list.h"
  51 #include "statev.h"
  52
  53 #include "irbitset.h"
  54
  55 #include "bearch.h"
  56 #include "beifg.h"
  57 #include "be_t.h"
  58 #include "becopyopt_t.h"
  59 #include "bemodule.h"
  60
  61
  62 #define COL_COST_INFEASIBLE       DBL_MAX
  63 #define AFF_NEIGHBOUR_FIX_BENEFIT 128.0
  64 #define NEIGHBOUR_CONSTR_COSTS    64.0
  65
  66
  67 #ifdef DEBUG_libfirm
  68
  69 #define DBG_AFF_CHUNK(env, level, chunk) do { if (firm_dbg_get_mask(dbg) & (level)) dbg_aff_chunk((env), (chunk)); } while(0)
  70 #define DBG_COL_COST(env, level, cost)   do { if (firm_dbg_get_mask(dbg) & (level)) dbg_col_cost((env), (cost)); } while(0)
  71
  72 static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;
  73
  74 #else
  75
  76 #define DBG_AFF_CHUNK(env, level, chunk)
  77 #define DBG_COL_COST(env, level, cost)
  78
  79 #endif
  80
  81 typedef float real_t;
  82 #define REAL(C)   (C ## f)
  83
  84 static int last_chunk_id        = 0;
  85 static int recolor_limit        = 4;
  86 static real_t dislike_influence = REAL(0.1);
  87
  88 typedef struct _col_cost_t {
  89         int     col;
  90         real_t  cost;
  91 } col_cost_t;
  92
  93 /**
  94  * An affinity chunk.
  95  */
  96 typedef struct _aff_chunk_t {
  97         const ir_node    **n;                   /**< An ARR_F containing all nodes of the chunk. */
  98         const ir_node    **interfere;           /**< An ARR_F containing all inference. */
  99         int              weight;                /**< Weight of this chunk */
 100         unsigned         weight_consistent : 1; /**< Set if the weight is consistent. */
 101         unsigned         deleted           : 1; /**< For debugging: Set if the was deleted. */
 102         int              id;                    /**< An id of this chunk. */
 103         int              visited;
 104         col_cost_t       color_affinity[1];
 105 } aff_chunk_t;
 106
 107 /**
 108  * An affinity edge.
 109  */
 110 typedef struct _aff_edge_t {
 111         const ir_node *src;                   /**< Source node. */
 112         const ir_node *tgt;                   /**< Target node. */
 113         double  weight;                 /**< The weight of this edge. */
 114 } aff_edge_t;
 115
 116 /* main coalescing environment */
 117 typedef struct _co_mst_env_t {
 118         int              n_regs;         /**< number of regs in class */
 119         int              k;              /**< number of non-ignore registers in class */
 120         bitset_t         *ignore_regs;   /**< set containing all global ignore registers */
 121         ir_phase         ph;             /**< phase object holding data for nodes */
 122         pqueue           *chunks;        /**< priority queue for chunks */
 123         pset             *chunkset;      /**< set holding all chunks */
 124         be_ifg_t         *ifg;           /**< the interference graph */
 125         const arch_env_t *aenv;          /**< the arch environment */
 126         copy_opt_t       *co;            /**< the copy opt object */
 127         int               chunk_visited;
 128         col_cost_t      **single_cols;
 129 } co_mst_env_t;
 130
 131 /* stores coalescing related information for a node */
 132 typedef struct _co_mst_irn_t {
 133         const ir_node    *irn;              /**< the irn this information belongs to */
 134         aff_chunk_t      *chunk;            /**< the chunk this irn belongs to */
 135         bitset_t         *adm_colors;       /**< set of admissible colors for this irn */
 136         ir_node          **int_neighs;      /**< array of all interfering neighbours (cached for speed reasons) */
 137         int              n_neighs;          /**< length of the interfering neighbours array. */
 138         int              int_aff_neigh;     /**< number of interfering affinity neighbours */
 139         int              col;               /**< color currently assigned */
 140         int              init_col;          /**< the initial color */
 141         int              tmp_col;           /**< a temporary assigned color */
 142         unsigned         fixed     : 1;     /**< the color is fixed */
 143         struct list_head list;              /**< Queue for coloring undo. */
 144         real_t           constr_factor;
 145 } co_mst_irn_t;
 146
 147 #define get_co_mst_irn(mst_env, irn) (phase_get_or_set_irn_data(&(mst_env)->ph, (irn)))
 148
 149 typedef int decide_func_t(const co_mst_irn_t *node, int col);
 150
 151 #ifdef DEBUG_libfirm
 152
 153 /**
 154  * Write a chunk to stderr for debugging.
 155  */
 156 static void dbg_aff_chunk(const co_mst_env_t *env, const aff_chunk_t *c) {
 157         int i, l;
 158         if (c->weight_consistent)
 159                 ir_fprintf(stderr, " $%d ", c->weight);
 160         ir_fprintf(stderr, "{");
 161         for (i = 0, l = ARR_LEN(c->n); i < l; ++i) {
 162                 const ir_node *n = c->n[i];
 163                 ir_fprintf(stderr, " %+F,", n);
 164         }
 165         ir_fprintf(stderr, "}");
 166 }
 167
 168 /**
 169  * Dump all admissible colors to stderr.
 170  */
 171 static void dbg_admissible_colors(const co_mst_env_t *env, const co_mst_irn_t *node) {
 172         bitset_pos_t idx;
 173         (void) env;
 174
 175         if (bitset_popcnt(node->adm_colors) < 1)
 176                 fprintf(stderr, "no admissible colors?!?");
 177         else {
 178                 bitset_foreach(node->adm_colors, idx) {
 179                         fprintf(stderr, " %d", idx);
 180                 }
 181         }
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Dump color-cost pairs to stderr.
 186  */
 187 static void dbg_col_cost(const co_mst_env_t *env, const col_cost_t *cost) {
 188         int i;
 189         for (i = 0; i < env->n_regs; ++i)
 190                 fprintf(stderr, " (%d, %.4f)", cost[i].col, cost[i].cost);
 191 }
 192
 193 #endif /* DEBUG_libfirm */
 194
 195 static INLINE int get_mst_irn_col(const co_mst_irn_t *node) {
 196         return node->tmp_col >= 0 ? node->tmp_col : node->col;
 197 }
 198
 199 /**
 200  * @return 1 if node @p node has color @p col, 0 otherwise.
 201  */
 202 static int decider_has_color(const co_mst_irn_t *node, int col) {
 203         return get_mst_irn_col(node) == col;
 204 }
 205
 206 /**
 207  * @return 1 if node @p node has not color @p col, 0 otherwise.
 208  */
 209 static int decider_hasnot_color(const co_mst_irn_t *node, int col) {
 210         return get_mst_irn_col(node) != col;
 211 }
 212
 213 /**
 214  * Always returns true.
 215  */
 216 static int decider_always_yes(const co_mst_irn_t *node, int col) {
 217         (void) node;
 218         (void) col;
 219         return 1;
 220 }
 221
 222 /** compares two affinity edges by its weight */
 223 static int cmp_aff_edge(const void *a, const void *b) {
 224         const aff_edge_t *e1 = a;
 225         const aff_edge_t *e2 = b;
 226
 227         if (e2->weight == e1->weight) {
 228                 if (e2->src->node_idx == e1->src->node_idx)
 229                         return QSORT_CMP(e2->tgt->node_idx, e1->tgt->node_idx);
 230                 else
 231                         return QSORT_CMP(e2->src->node_idx, e1->src->node_idx);
 232         }
 233         /* sort in descending order */
 234         return QSORT_CMP(e2->weight, e1->weight);
 235 }
 236
 237 /** compares to color-cost pairs */
 238 static __attribute__((unused)) int cmp_col_cost_lt(const void *a, const void *b) {
 239         const col_cost_t *c1 = a;
 240         const col_cost_t *c2 = b;
 241         real_t diff = c1->cost - c2->cost;
 242         return (diff > 0) - (diff < 0);
 243 }
 244
 245 static int cmp_col_cost_gt(const void *a, const void *b) {
 246         const col_cost_t *c1 = a;
 247         const col_cost_t *c2 = b;
 248         real_t diff = c2->cost - c1->cost;
 249         return (diff > 0) - (diff < 0);
 250 }
 251
 252 /**
 253  * Creates a new affinity chunk
 254  */
 255 static INLINE aff_chunk_t *new_aff_chunk(co_mst_env_t *env) {
 256         aff_chunk_t *c = xmalloc(sizeof(*c) + (env->n_regs - 1) * sizeof(c->color_affinity[0]));
 257         c->n                 = NEW_ARR_F(const ir_node *, 0);
 258         c->interfere         = NEW_ARR_F(ir_node *, 0);
 259         c->weight            = -1;
 260         c->weight_consistent = 0;
 261         c->deleted           = 0;
 262         c->id                = ++last_chunk_id;
 263         c->visited           = 0;
 264         pset_insert(env->chunkset, c, c->id);
 265         return c;
 266 }
 267
 268 /**
 269  * Frees all memory allocated by an affinity chunk.
 270  */
 271 static INLINE void delete_aff_chunk(co_mst_env_t *env, aff_chunk_t *c) {
 272         pset_remove(env->chunkset, c, c->id);
 273         DEL_ARR_F(c->interfere);
 274         DEL_ARR_F(c->n);
 275         c->deleted = 1;
 276         free(c);
 277 }
 278
 279 /**
 280  * binary search of sorted nodes.
 281  *
 282  * @return the position where n is found in the array arr or ~pos
 283  * if the nodes is not here.
 284  */
 285 static INLINE int nodes_bsearch(const ir_node **arr, const ir_node *n) {
 286         int hi = ARR_LEN(arr);
 287         int lo = 0;
 288
 289         while (lo < hi) {
 290                 int md = lo + ((hi - lo) >> 1);
 291
 292                 if (arr[md] == n)
 293                         return md;
 294                 if (arr[md] < n)
 295                         lo = md + 1;
 296                 else
 297                         hi = md;
 298         }
 299
 300         return ~lo;
 301 }
 302
 303 /** Check if a node n can be found inside arr. */
 304 static int node_contains(const ir_node **arr, const ir_node *n) {
 305         int i = nodes_bsearch(arr, n);
 306         return i >= 0;
 307 }
 308
 309 /**
 310  * Insert a node into the sorted nodes list.
 311  *
 312  * @return 1 if the node was inserted, 0 else
 313  */
 314 static int nodes_insert(const ir_node ***arr, const ir_node *irn) {
 315         int idx = nodes_bsearch(*arr, irn);
 316
 317         if (idx < 0) {
 318                 int i, n = ARR_LEN(*arr);
 319                 const ir_node **l;
 320
 321                 ARR_APP1(const ir_node *, *arr, irn);
 322
 323                 /* move it */
 324                 idx = ~idx;
 325                 l = *arr;
 326                 for (i = n - 1; i >= idx; --i)
 327                         l[i + 1] = l[i];
 328                 l[idx] = irn;
 329                 return 1;
 330         }
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 /**
 335  * Adds a node to an affinity chunk
 336  */
 337 static INLINE void aff_chunk_add_node(aff_chunk_t *c, co_mst_irn_t *node) {
 338         int i;
 339
 340         if (! nodes_insert(&c->n, node->irn))
 341                 return;
 342
 343         c->weight_consistent = 0;
 344         node->chunk          = c;
 345
 346         for (i = node->n_neighs - 1; i >= 0; --i) {
 347                 ir_node *neigh = node->int_neighs[i];
 348                 nodes_insert(&c->interfere, neigh);
 349         }
 350 }
 351
 352 /**
 353  * In case there is no phase information for irn, initialize it.
 354  */
 355 static void *co_mst_irn_init(ir_phase *ph, const ir_node *irn, void *old) {
 356         co_mst_irn_t *res = old ? old : phase_alloc(ph, sizeof(res[0]));
 357         co_mst_env_t *env = ph->priv;
 358
 359         if (!old) {
 360                 const arch_register_req_t *req;
 361                 void     *nodes_it = be_ifg_nodes_iter_alloca(env->ifg);
 362                 ir_node  *neigh;
 363                 unsigned len;
 364
 365                 res->irn           = irn;
 366                 res->chunk         = NULL;
 367                 res->fixed         = 0;
 368                 res->tmp_col       = -1;
 369                 res->int_neighs    = NULL;
 370                 res->int_aff_neigh = 0;
 371                 res->col           = arch_register_get_index(arch_get_irn_register(env->aenv, irn));
 372                 res->init_col      = res->col;
 373                 INIT_LIST_HEAD(&res->list);
 374
 375                 DB((dbg, LEVEL_4, "Creating phase info for %+F\n", irn));
 376
 377                 /* set admissible registers */
 378                 res->adm_colors = bitset_obstack_alloc(phase_obst(ph), env->n_regs);
 379
 380                 /* Exclude colors not assignable to the irn */
 381                 req = arch_get_register_req(env->aenv, irn, -1);
 382                 if (arch_register_req_is(req, limited))
 383                         rbitset_copy_to_bitset(req->limited, res->adm_colors);
 384                 else
 385                         bitset_set_all(res->adm_colors);
 386
 387                 /* exclude global ignore registers as well */
 388                 bitset_andnot(res->adm_colors, env->ignore_regs);
 389
 390                 /* compute the constraint factor */
 391                 res->constr_factor = (real_t) (1 + env->n_regs - bitset_popcnt(res->adm_colors)) / env->n_regs;
 392
 393                 /* set the number of interfering affinity neighbours to -1, they are calculated later */
 394                 res->int_aff_neigh = -1;
 395
 396                 /* build list of interfering neighbours */
 397                 len = 0;
 398                 be_ifg_foreach_neighbour(env->ifg, nodes_it, irn, neigh) {
 399                         if (! arch_irn_is(env->aenv, neigh, ignore)) {
 400                                 obstack_ptr_grow(phase_obst(ph), neigh);
 401                                 ++len;
 402                         }
 403                 }
 404                 res->int_neighs = obstack_finish(phase_obst(ph));
 405                 res->n_neighs   = len;
 406         }
 407         return res;
 408 }
 409
 410 /**
 411  * Check if affinity chunk @p chunk interferes with node @p irn.
 412  */
 413 static INLINE int aff_chunk_interferes(const aff_chunk_t *chunk, const ir_node *irn) {
 414         return node_contains(chunk->interfere, irn);
 415 }
 416
 417 /**
 418  * Check if there are interference edges from c1 to c2.
 419  * @param c1    A chunk
 420  * @param c2    Another chunk
 421  * @return 1 if there are interferences between nodes of c1 and c2, 0 otherwise.
 422  */
 423 static INLINE int aff_chunks_interfere(const aff_chunk_t *c1, const aff_chunk_t *c2) {
 424         int i;
 425
 426         if (c1 == c2)
 427                 return 0;
 428
 429         /* check if there is a node in c2 having an interfering neighbor in c1 */
 430         for (i = ARR_LEN(c2->n) - 1; i >= 0; --i) {
 431                 const ir_node *irn = c2->n[i];
 432
 433                 if (node_contains(c1->interfere, irn))
 434                         return 1;
 435         }
 436         return 0;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * Returns the affinity chunk of @p irn or creates a new
 441  * one with @p irn as element if there is none assigned.
 442  */
 443 static INLINE aff_chunk_t *get_aff_chunk(co_mst_env_t *env, const ir_node *irn) {
 444         co_mst_irn_t *node = get_co_mst_irn(env, irn);
 445         return node->chunk;
 446 }
 447
 448 /**
 449  * Let chunk(src) absorb the nodes of chunk(tgt) (only possible when there
 450  * are no interference edges from chunk(src) to chunk(tgt)).
 451  * @return 1 if successful, 0 if not possible
 452  */
 453 static int aff_chunk_absorb(co_mst_env_t *env, const ir_node *src, const ir_node *tgt) {
 454         aff_chunk_t *c1 = get_aff_chunk(env, src);
 455         aff_chunk_t *c2 = get_aff_chunk(env, tgt);
 456
 457 #ifdef DEBUG_libfirm
 458                 DB((dbg, LEVEL_4, "Attempt to let c1 (id %d): ", c1 ? c1->id : -1));
 459                 if (c1) {
 460                         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_4, c1);
 461                 } else {
 462                         DB((dbg, LEVEL_4, "{%+F}", src));
 463                 }
 464                 DB((dbg, LEVEL_4, "\n\tabsorb c2 (id %d): ", c2 ? c2->id : -1));
 465                 if (c2) {
 466                         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_4, c2);
 467                 } else {
 468                         DB((dbg, LEVEL_4, "{%+F}", tgt));
 469                 }
 470                 DB((dbg, LEVEL_4, "\n"));
 471 #endif
 472
 473         if (c1 == NULL) {
 474                 if (c2 == NULL) {
 475                         /* no chunk exists */
 476                         co_mst_irn_t *mirn = get_co_mst_irn(env, src);
 477                         int i;
 478
 479                         for (i = mirn->n_neighs - 1; i >= 0; --i) {
 480                                 if (mirn->int_neighs[i] == tgt)
 481                                         break;
 482                         }
 483                         if (i < 0) {
 484                                 /* create one containing both nodes */
 485                                 c1 = new_aff_chunk(env);
 486                                 aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, src));
 487                                 aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, tgt));
 488                                 goto absorbed;
 489                         }
 490                 } else {
 491                         /* c2 already exists */
 492                         if (! aff_chunk_interferes(c2, src)) {
 493                                 aff_chunk_add_node(c2, get_co_mst_irn(env, src));
 494                                 goto absorbed;
 495                         }
 496                 }
 497         } else if (c2 == NULL) {
 498                 /* c1 already exists */
 499                 if (! aff_chunk_interferes(c1, tgt)) {
 500                         aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, tgt));
 501                         goto absorbed;
 502                 }
 503         } else if (c1 != c2 && ! aff_chunks_interfere(c1, c2)) {
 504                 int idx, len;
 505
 506                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c2->n); idx < len; ++idx)
 507                         aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, c2->n[idx]));
 508
 509                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c2->interfere); idx < len; ++idx) {
 510                         const ir_node *irn = c2->interfere[idx];
 511                         nodes_insert(&c1->interfere, irn);
 512                 }
 513
 514                 c1->weight_consistent = 0;
 515
 516                 delete_aff_chunk(env, c2);
 517                 goto absorbed;
 518         }
 519         DB((dbg, LEVEL_4, " ... c1 interferes with c2, skipped\n"));
 520         return 0;
 521
 522 absorbed:
 523         DB((dbg, LEVEL_4, " ... absorbed\n"));
 524         return 1;
 525 }
 526
 527 /**
 528  * Assures that the weight of the given chunk is consistent.
 529  */
 530 static void aff_chunk_assure_weight(co_mst_env_t *env, aff_chunk_t *c) {
 531         if (! c->weight_consistent) {
 532                 int w = 0;
 533                 int idx, len, i;
 534
 535                 for (i = 0; i < env->n_regs; ++i) {
 536                         c->color_affinity[i].col = i;
 537                         c->color_affinity[i].cost = REAL(0.0);
 538                 }
 539
 540                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
 541                         const ir_node         *n       = c->n[idx];
 542                         const affinity_node_t *an      = get_affinity_info(env->co, n);
 543                         co_mst_irn_t          *node    = get_co_mst_irn(env, n);
 544
 545                         node->chunk = c;
 546                         if (node->constr_factor > REAL(0.0)) {
 547                                 bitset_pos_t col;
 548                                 bitset_foreach (node->adm_colors, col)
 549                                         c->color_affinity[col].cost += node->constr_factor;
 550                         }
 551
 552                         if (an != NULL) {
 553                                 neighb_t *neigh;
 554                                 co_gs_foreach_neighb(an, neigh) {
 555                                         const ir_node *m    = neigh->irn;
 556                                         const int     m_idx = get_irn_idx(m);
 557
 558                                         /* skip ignore nodes */
 559                                         if (arch_irn_is(env->aenv, m, ignore))
 560                                                 continue;
 561
 562                                         w += node_contains(c->n, m) ? neigh->costs : 0;
 563                                 }
 564                         }
 565                 }
 566
 567                 for (i = 0; i < env->n_regs; ++i)
 568                         c->color_affinity[i].cost *= (REAL(1.0) / ARR_LEN(c->n));
 569
 570                 c->weight            = w;
 571                 // c->weight            = bitset_popcnt(c->nodes);
 572                 c->weight_consistent = 1;
 573         }
 574 }
 575
 576 /**
 577  * Count the number of interfering affinity neighbours
 578  */
 579 static int count_interfering_aff_neighs(co_mst_env_t *env, const affinity_node_t *an) {
 580         const neighb_t     *neigh;
 581         const ir_node      *irn  = an->irn;
 582         const co_mst_irn_t *node = get_co_mst_irn(env, irn);
 583         int                res   = 0;
 584
 585         co_gs_foreach_neighb(an, neigh) {
 586                 const ir_node *n = neigh->irn;
 587                 int           i;
 588
 589                 /* skip ignore nodes */
 590                 if (arch_irn_is(env->aenv, n, ignore))
 591                         continue;
 592
 593                 /* check if the affinity neighbour interfere */
 594                 for (i = 0; i < node->n_neighs; ++i) {
 595                         if (node->int_neighs[i] == n) {
 596                                 ++res;
 597                                 break;
 598                         }
 599                 }
 600         }
 601         return res;
 602 }
 603
 604
 605 /**
 606  * Build chunks of nodes connected by affinity edges.
 607  * We start at the heaviest affinity edge.
 608  * The chunks of the two edge-defining nodes will be
 609  * merged if there are no interference edges from one
 610  * chunk to the other.
 611  */
 612 static void build_affinity_chunks(co_mst_env_t *env) {
 613         void        *nodes_it = be_ifg_nodes_iter_alloca(env->ifg);
 614         aff_edge_t  *edges    = NEW_ARR_F(aff_edge_t, 0);
 615         ir_node     *n;
 616         int         i, len;
 617         aff_chunk_t *curr_chunk;
 618
 619         /* at first we create the affinity edge objects */
 620         be_ifg_foreach_node(env->ifg, nodes_it, n) {
 621                 int             n_idx = get_irn_idx(n);
 622                 co_mst_irn_t    *n1;
 623                 affinity_node_t *an;
 624
 625                 /* skip ignore nodes */
 626                 if (arch_irn_is(env->aenv, n, ignore))
 627                         continue;
 628
 629                 n1 = get_co_mst_irn(env, n);
 630                 an = get_affinity_info(env->co, n);
 631
 632                 if (an != NULL) {
 633                         neighb_t *neigh;
 634
 635                         if (n1->int_aff_neigh < 0)
 636                                 n1->int_aff_neigh = count_interfering_aff_neighs(env, an);
 637
 638                         /* build the affinity edges */
 639                         co_gs_foreach_neighb(an, neigh) {
 640                                 const ir_node *m     = neigh->irn;
 641                                 int            m_idx = get_irn_idx(m);
 642
 643                                 /* record the edge in only one direction */
 644                                 if (n_idx < m_idx) {
 645                                         co_mst_irn_t *n2;
 646                                         aff_edge_t   edge;
 647
 648                                         /* skip ignore nodes */
 649                                         if (arch_irn_is(env->aenv, m, ignore))
 650                                                 continue;
 651
 652                                         edge.src = n;
 653                                         edge.tgt = m;
 654
 655                                         n2 = get_co_mst_irn(env, m);
 656                                         if (n2->int_aff_neigh < 0) {
 657                                                 affinity_node_t *am = get_affinity_info(env->co, m);
 658                                                 n2->int_aff_neigh = count_interfering_aff_neighs(env, am);
 659                                         }
 660                                         /*
 661                                          * these weights are pure hackery ;-).
 662                                          * It's not chriswue's fault but mine.
 663                                          */
 664                                         edge.weight = neigh->costs;
 665                                         ARR_APP1(aff_edge_t, edges, edge);
 666                                 }
 667                         }
 668                 }
 669         }
 670
 671         /* now: sort edges and build the affinity chunks */
 672         len = ARR_LEN(edges);
 673         qsort(edges, len, sizeof(edges[0]), cmp_aff_edge);
 674         for (i = 0; i < len; ++i) {
 675                 DBG((dbg, LEVEL_1, "edge (%u,%u) %f\n", edges[i].src->node_idx, edges[i].tgt->node_idx, edges[i].weight));
 676
 677                 (void)aff_chunk_absorb(env, edges[i].src, edges[i].tgt);
 678         }
 679
 680         /* now insert all chunks into a priority queue */
 681         foreach_pset(env->chunkset, curr_chunk) {
 682                 aff_chunk_assure_weight(env, curr_chunk);
 683
 684                 DBG((dbg, LEVEL_1, "entry #%d", curr_chunk->id));
 685                 DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_1, curr_chunk);
 686                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 687
 688                 pqueue_put(env->chunks, curr_chunk, curr_chunk->weight);
 689         }
 690
 691         foreach_phase_irn(&env->ph, n) {
 692                 co_mst_irn_t *mirn = get_co_mst_irn(env, n);
 693
 694                 if (mirn->chunk == NULL) {
 695                         /* no chunk is allocated so far, do it now */
 696                         aff_chunk_t *curr_chunk = new_aff_chunk(env);
 697                         aff_chunk_add_node(curr_chunk, mirn);
 698
 699                         aff_chunk_assure_weight(env, curr_chunk);
 700
 701                         DBG((dbg, LEVEL_1, "entry #%d", curr_chunk->id));
 702                         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_1, curr_chunk);
 703                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 704
 705                         pqueue_put(env->chunks, curr_chunk, curr_chunk->weight);
 706                 }
 707         }
 708
 709         DEL_ARR_F(edges);
 710 }
 711
 712 static __attribute__((unused)) void chunk_order_nodes(co_mst_env_t *env, aff_chunk_t *chunk)
 713 {
 714         pqueue *grow = new_pqueue();
 715         const ir_node *max_node = NULL;
 716         int max_weight = 0;
 717         int i;
 718
 719         for (i = ARR_LEN(chunk->n) - 1; i >= 0; i--) {
 720                 const ir_node   *irn = chunk->n[i];
 721                 affinity_node_t *an  = get_affinity_info(env->co, irn);
 722                 int w = 0;
 723                 neighb_t *neigh;
 724
 725                 if (arch_irn_is(env->aenv, irn, ignore))
 726                         continue;
 727
 728                 if (an) {
 729                         co_gs_foreach_neighb(an, neigh)
 730                                 w += neigh->costs;
 731
 732                         if (w > max_weight) {
 733                                 max_weight = w;
 734                                 max_node   = irn;
 735                         }
 736                 }
 737         }
 738
 739         if (max_node) {
 740                 bitset_t *visited = bitset_irg_malloc(env->co->irg);
 741
 742                 for (i = ARR_LEN(chunk->n) - 1; i >= 0; --i)
 743                         bitset_add_irn(visited, chunk->n[i]);
 744
 745                 pqueue_put(grow, (void *) max_node, max_weight);
 746                 bitset_remv_irn(visited, max_node);
 747                 i = 0;
 748                 while (!pqueue_empty(grow)) {
 749                         ir_node *irn = pqueue_get(grow);
 750                         affinity_node_t *an = get_affinity_info(env->co, irn);
 751                         neighb_t *neigh;
 752
 753                         if (arch_irn_is(env->aenv, irn, ignore))
 754                                 continue;
 755
 756                         assert(i <= ARR_LEN(chunk->n));
 757                         chunk->n[i++] = irn;
 758
 759                         assert(an);
 760
 761                         /* build the affinity edges */
 762                         co_gs_foreach_neighb(an, neigh) {
 763                                 co_mst_irn_t *node = get_co_mst_irn(env, neigh->irn);
 764
 765                                 if (bitset_contains_irn(visited, node->irn)) {
 766                                         pqueue_put(grow, (void *) neigh->irn, neigh->costs);
 767                                         bitset_remv_irn(visited, node->irn);
 768                                 }
 769                         }
 770                 }
 771
 772                 del_pqueue(grow);
 773                 bitset_free(visited);
 774         }
 775 }
 776
 777 /**
 778  * Greedy collect affinity neighbours into thew new chunk @p chunk starting at node @p node.
 779  */
 780 static void expand_chunk_from(co_mst_env_t *env, co_mst_irn_t *node, bitset_t *visited,
 781         aff_chunk_t *chunk, aff_chunk_t *orig_chunk, decide_func_t *decider, int col)
 782 {
 783         waitq *nodes = new_waitq();
 784
 785         DBG((dbg, LEVEL_1, "\n\tExpanding new chunk (#%d) from %+F, color %d:", chunk->id, node->irn, col));
 786
 787         /* init queue and chunk */
 788         waitq_put(nodes, node);
 789         bitset_set(visited, get_irn_idx(node->irn));
 790         aff_chunk_add_node(chunk, node);
 791         DB((dbg, LEVEL_1, " %+F", node->irn));
 792
 793         /* as long as there are nodes in the queue */
 794         while (! waitq_empty(nodes)) {
 795                 co_mst_irn_t    *n  = waitq_get(nodes);
 796                 affinity_node_t *an = get_affinity_info(env->co, n->irn);
 797
 798                 /* check all affinity neighbors */
 799                 if (an != NULL) {
 800                         neighb_t *neigh;
 801                         co_gs_foreach_neighb(an, neigh) {
 802                                 const ir_node *m    = neigh->irn;
 803                                 int            m_idx = get_irn_idx(m);
 804                                 co_mst_irn_t *n2;
 805
 806                                 /* skip ignore nodes */
 807                                 if (arch_irn_is(env->aenv, m, ignore))
 808                                         continue;
 809
 810                                 n2 = get_co_mst_irn(env, m);
 811
 812                                 if (! bitset_is_set(visited, m_idx)  &&
 813                                         decider(n2, col)                 &&
 814                                         ! n2->fixed                      &&
 815                                         ! aff_chunk_interferes(chunk, m) &&
 816                                         node_contains(orig_chunk->n, m))
 817                                 {
 818                                         /*
 819                                                 following conditions are met:
 820                                                 - neighbour is not visited
 821                                                 - neighbour likes the color
 822                                                 - neighbour has not yet a fixed color
 823                                                 - the new chunk doesn't interfere with the neighbour
 824                                                 - neighbour belongs or belonged once to the original chunk
 825                                         */
 826                                         bitset_set(visited, m_idx);
 827                                         aff_chunk_add_node(chunk, n2);
 828                                         DB((dbg, LEVEL_1, " %+F", n2->irn));
 829                                         /* enqueue for further search */
 830                                         waitq_put(nodes, n2);
 831                                 }
 832                         }
 833                 }
 834         }
 835
 836         DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 837
 838         del_waitq(nodes);
 839 }
 840
 841 /**
 842  * Fragment the given chunk into chunks having given color and not having given color.
 843  */
 844 static aff_chunk_t *fragment_chunk(co_mst_env_t *env, int col, aff_chunk_t *c, waitq *tmp) {
 845         bitset_t    *visited = bitset_irg_malloc(env->co->irg);
 846         int         idx, len;
 847         aff_chunk_t *best = NULL;
 848
 849         for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
 850                 const ir_node *irn;
 851                 co_mst_irn_t  *node;
 852                 aff_chunk_t   *tmp_chunk;
 853                 decide_func_t *decider;
 854                 int           check_for_best;
 855
 856                 irn = c->n[idx];
 857                 if (bitset_is_set(visited, get_irn_idx(irn)))
 858                         continue;
 859
 860                 node = get_co_mst_irn(env, irn);
 861
 862                 if (get_mst_irn_col(node) == col) {
 863                         decider        = decider_has_color;
 864                         check_for_best = 1;
 865                         DBG((dbg, LEVEL_4, "\tcolor %d wanted", col));
 866                 }
 867                 else {
 868                         decider        = decider_hasnot_color;
 869                         check_for_best = 0;
 870                         DBG((dbg, LEVEL_4, "\tcolor %d forbidden", col));
 871                 }
 872
 873                 /* create a new chunk starting at current node */
 874                 tmp_chunk = new_aff_chunk(env);
 875                 waitq_put(tmp, tmp_chunk);
 876                 expand_chunk_from(env, node, visited, tmp_chunk, c, decider, col);
 877                 assert(ARR_LEN(tmp_chunk->n) > 0 && "No nodes added to chunk");
 878
 879                 /* remember the local best */
 880                 aff_chunk_assure_weight(env, tmp_chunk);
 881                 if (check_for_best && (! best || best->weight < tmp_chunk->weight))
 882                         best = tmp_chunk;
 883         }
 884
 885         assert(best && "No chunk found?");
 886         bitset_free(visited);
 887         return best;
 888 }
 889
 890 /**
 891  * Resets the temporary fixed color of all nodes within wait queue @p nodes.
 892  * ATTENTION: the queue is empty after calling this function!
 893  */
 894 static INLINE void reject_coloring(struct list_head *nodes) {
 895         co_mst_irn_t *n, *temp;
 896         DB((dbg, LEVEL_4, "\treject coloring for"));
 897         list_for_each_entry_safe(co_mst_irn_t, n, temp, nodes, list) {
 898                 DB((dbg, LEVEL_4, " %+F", n->irn));
 899                 assert(n->tmp_col >= 0);
 900                 n->tmp_col = -1;
 901                 list_del_init(&n->list);
 902         }
 903         DB((dbg, LEVEL_4, "\n"));
 904 }
 905
 906 static INLINE void materialize_coloring(struct list_head *nodes) {
 907         co_mst_irn_t *n, *temp;
 908         list_for_each_entry_safe(co_mst_irn_t, n, temp, nodes, list) {
 909                 assert(n->tmp_col >= 0);
 910                 n->col     = n->tmp_col;
 911                 n->tmp_col = -1;
 912                 list_del_init(&n->list);
 913         }
 914 }
 915
 916 static INLINE void set_temp_color(co_mst_irn_t *node, int col, struct list_head *changed)
 917 {
 918         assert(col >= 0);
 919         assert(!node->fixed);
 920         assert(node->tmp_col < 0);
 921         assert(node->list.next == &node->list && node->list.prev == &node->list);
 922         assert(bitset_is_set(node->adm_colors, col));
 923
 924         list_add_tail(&node->list, changed);
 925         node->tmp_col = col;
 926 }
 927
 928 static INLINE int is_loose(co_mst_irn_t *node)
 929 {
 930         return !node->fixed && node->tmp_col < 0;
 931 }
 932
 933 /**
 934  * Determines the costs for each color if it would be assigned to node @p node.
 935  */
 936 static void determine_color_costs(co_mst_env_t *env, co_mst_irn_t *node, col_cost_t *costs) {
 937         int *neigh_cols = alloca(env->n_regs * sizeof(*neigh_cols));
 938         int n_loose = 0;
 939         real_t coeff;
 940         int i;
 941
 942         for (i = 0; i < env->n_regs; ++i) {
 943                 neigh_cols[i] = 0;
 944                 costs[i].col = i;
 945                 costs[i].cost = bitset_is_set(node->adm_colors, i) ? node->constr_factor : REAL(0.0);
 946         }
 947
 948         for (i = 0; i < node->n_neighs; ++i) {
 949                 co_mst_irn_t *n = get_co_mst_irn(env, node->int_neighs[i]);
 950                 int col = get_mst_irn_col(n);
 951                 if (is_loose(n)) {
 952                         ++n_loose;
 953                         ++neigh_cols[col];
 954                 } else
 955                         costs[col].cost = REAL(0.0);
 956         }
 957
 958         if (n_loose > 0) {
 959                 coeff = REAL(1.0) / n_loose;
 960                 for (i = 0; i < env->n_regs; ++i)
 961                         costs[i].cost *= REAL(1.0) - coeff * neigh_cols[i];
 962         }
 963 }
 964
 965 /* need forward declaration due to recursive call */
 966 static int recolor_nodes(co_mst_env_t *env, co_mst_irn_t *node, col_cost_t *costs, struct list_head *changed_ones, int depth, int *max_depth, int *trip);
 967
 968 /**
 969  * Tries to change node to a color but @p explude_col.
 970  * @return 1 if succeeded, 0 otherwise.
 971  */
 972 static int change_node_color_excluded(co_mst_env_t *env, co_mst_irn_t *node, int exclude_col, struct list_head *changed, int depth, int *max_depth, int *trip) {
 973         int col = get_mst_irn_col(node);
 974         int res = 0;
 975
 976         /* neighbours has already a different color -> good, temporary fix it */
 977         if (col != exclude_col) {
 978                 if (is_loose(node))
 979                         set_temp_color(node, col, changed);
 980                 return 1;
 981         }
 982
 983         /* The node has the color it should not have _and_ has not been visited yet. */
 984         if (is_loose(node)) {
 985                 col_cost_t *costs = alloca(env->n_regs * sizeof(costs[0]));
 986
 987                 /* Get the costs for giving the node a specific color. */
 988                 determine_color_costs(env, node, costs);
 989
 990                 /* Since the node must not have the not_col, set the costs for that color to "infinity" */
 991                 costs[exclude_col].cost = REAL(0.0);
 992
 993                 /* sort the colors according costs, cheapest first. */
 994                 qsort(costs, env->n_regs, sizeof(costs[0]), cmp_col_cost_gt);
 995
 996                 /* Try recoloring the node using the color list. */
 997                 res = recolor_nodes(env, node, costs, changed, depth + 1, max_depth, trip);
 998         }
 999
1000         return res;
1001 }
1002
1003 /**
1004  * Tries to bring node @p node to cheapest color and color all interfering neighbours with other colors.
1005  * ATTENTION: Expect @p costs already sorted by increasing costs.
1006  * @return 1 if coloring could be applied, 0 otherwise.
1007  */
1008 static int recolor_nodes(co_mst_env_t *env, co_mst_irn_t *node, col_cost_t *costs, struct list_head *changed, int depth, int *max_depth, int *trip) {
1009         int   i;
1010         struct list_head local_changed;
1011
1012         ++*trip;
1013         if (depth > *max_depth)
1014                 *max_depth = depth;
1015
1016         if (depth >= recolor_limit)
1017                 return 0;
1018
1019         DBG((dbg, LEVEL_4, "\tRecoloring %+F with color-costs", node->irn));
1020         DBG_COL_COST(env, LEVEL_4, costs);
1021         DB((dbg, LEVEL_4, "\n"));
1022
1023         for (i = 0; i < env->n_regs; ++i) {
1024                 int tgt_col  = costs[i].col;
1025                 int neigh_ok = 1;
1026                 int j;
1027
1028                 /* If the costs for that color (and all successive) are infinite, bail out we won't make it anyway. */
1029                 if (costs[i].cost == REAL(0.0))
1030                         return 0;
1031
1032                 /* Set the new color of the node and mark the node as temporarily fixed. */
1033                 assert(node->tmp_col < 0 && "Node must not have been temporary fixed.");
1034                 INIT_LIST_HEAD(&local_changed);
1035                 set_temp_color(node, tgt_col, &local_changed);
1036                 DBG((dbg, LEVEL_4, "\tTemporary setting %+F to color %d\n", node->irn, tgt_col));
1037
1038                 /* try to color all interfering neighbours with current color forbidden */
1039                 for (j = 0; j < node->n_neighs; ++j) {
1040                         co_mst_irn_t *nn;
1041                         ir_node      *neigh;
1042
1043                         neigh = node->int_neighs[j];
1044
1045                         /* skip ignore nodes */
1046                         if (arch_irn_is(env->aenv, neigh, ignore))
1047                                 continue;
1048
1049                         nn = get_co_mst_irn(env, neigh);
1050                         DB((dbg, LEVEL_4, "\tHandling neighbour %+F, at position %d (fixed: %d, tmp_col: %d, col: %d)\n",
1051                                 neigh, j, nn->fixed, nn->tmp_col, nn->col));
1052
1053                         /*
1054                                 Try to change the color of the neighbor and record all nodes which
1055                                 get changed in the tmp list. Add this list to the "changed" list for
1056                                 that color. If we did not succeed to change the color of the neighbor,
1057                                 we bail out and try the next color.
1058                         */
1059                         if (get_mst_irn_col(nn) == tgt_col) {
1060                                 /* try to color neighbour with tgt_col forbidden */
1061                                 neigh_ok = change_node_color_excluded(env, nn, tgt_col, &local_changed, depth + 1, max_depth, trip);
1062
1063                                 if (!neigh_ok)
1064                                         break;
1065                         }
1066                 }
1067
1068                 /*
1069                         We managed to assign the target color to all neighbors, so from the perspective
1070                         of the current node, every thing was ok and we can return safely.
1071                 */
1072                 if (neigh_ok) {
1073                         /* append the local_changed ones to global ones */
1074                         list_splice(&local_changed, changed);
1075                         return 1;
1076                 }
1077                 else {
1078                         /* coloring of neighbours failed, so we try next color */
1079                         reject_coloring(&local_changed);
1080                 }
1081         }
1082
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 /**
1087  * Tries to bring node @p node and all it's neighbours to color @p tgt_col.
1088  * @return 1 if color @p col could be applied, 0 otherwise
1089  */
1090 static int change_node_color(co_mst_env_t *env, co_mst_irn_t *node, int tgt_col, struct list_head *changed) {
1091         int col = get_mst_irn_col(node);
1092
1093         /* if node already has the target color -> good, temporary fix it */
1094         if (col == tgt_col) {
1095                 DBG((dbg, LEVEL_4, "\t\tCNC: %+F has already color %d, fix temporary\n", node->irn, tgt_col));
1096                 if (is_loose(node))
1097                         set_temp_color(node, tgt_col, changed);
1098                 return 1;
1099         }
1100
1101         /*
1102                 Node has not yet a fixed color and target color is admissible
1103                 -> try to recolor node and it's affinity neighbours
1104         */
1105         if (is_loose(node) && bitset_is_set(node->adm_colors, tgt_col)) {
1106                 col_cost_t *costs = env->single_cols[tgt_col];
1107                 int res, max_depth, trip;
1108
1109                 max_depth = 0;
1110                 trip      = 0;
1111
1112                 DBG((dbg, LEVEL_4, "\t\tCNC: Attempt to recolor %+F ===>>\n", node->irn));
1113                 res = recolor_nodes(env, node, costs, changed, 0, &max_depth, &trip);
1114                 DBG((dbg, LEVEL_4, "\t\tCNC: <<=== Recoloring of %+F %s\n", node->irn, res ? "succeeded" : "failed"));
1115                 stat_ev_int("heur4_recolor_depth_max", max_depth);
1116                 stat_ev_int("heur4_recolor_trip", trip);
1117
1118
1119                 return res;
1120         }
1121
1122 #ifdef DEBUG_libfirm
1123                 if (firm_dbg_get_mask(dbg) & LEVEL_4) {
1124                         if (!is_loose(node))
1125                                 DB((dbg, LEVEL_4, "\t\tCNC: %+F has already fixed color %d\n", node->irn, col));
1126                         else {
1127                                 DB((dbg, LEVEL_4, "\t\tCNC: color %d not admissible for %+F (", tgt_col, node->irn));
1128                                 dbg_admissible_colors(env, node);
1129                                 DB((dbg, LEVEL_4, ")\n"));
1130                         }
1131                 }
1132 #endif
1133
1134         return 0;
1135 }
1136
1137 /**
1138  * Tries to color an affinity chunk (or at least a part of it).
1139  * Inserts uncolored parts of the chunk as a new chunk into the priority queue.
1140  */
1141 static void color_aff_chunk(co_mst_env_t *env, aff_chunk_t *c) {
1142         aff_chunk_t *best_chunk   = NULL;
1143         int         n_nodes       = ARR_LEN(c->n);
1144         int         best_color    = -1;
1145         int         n_int_chunks  = 0;
1146         waitq       *tmp_chunks   = new_waitq();
1147         waitq       *best_starts  = NULL;
1148         col_cost_t  *order        = alloca(env->n_regs * sizeof(order[0]));
1149         bitset_t    *visited;
1150         int         idx, len, i, nidx, pos;
1151         struct list_head changed;
1152
1153         DB((dbg, LEVEL_2, "fragmentizing chunk #%d", c->id));
1154         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_2, c);
1155         DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
1156
1157         stat_ev_ctx_push_fmt("heur4_color_chunk", "%d", c->id);
1158
1159         ++env->chunk_visited;
1160
1161         /* compute color preference */
1162         memset(order, 0, env->n_regs * sizeof(order[0]));
1163
1164         for (pos = 0, len = ARR_LEN(c->interfere); pos < len; ++pos) {
1165                 const ir_node *n = c->interfere[pos];
1166                 co_mst_irn_t *node = get_co_mst_irn(env, n);
1167                 aff_chunk_t *chunk = node->chunk;
1168
1169                 if (is_loose(node) && chunk && chunk->visited < env->chunk_visited) {
1170                         assert(!chunk->deleted);
1171                         chunk->visited = env->chunk_visited;
1172                         ++n_int_chunks;
1173
1174                         aff_chunk_assure_weight(env, chunk);
1175                         for (i = 0; i < env->n_regs; ++i)
1176                                 order[i].cost += chunk->color_affinity[i].cost;
1177                 }
1178         }
1179
1180         for (i = 0; i < env->n_regs; ++i) {
1181                 real_t dislike = n_int_chunks > 0 ? REAL(1.0) - order[i].cost / n_int_chunks : REAL(0.0);
1182                 order[i].col  = i;
1183                 order[i].cost = (REAL(1.0) - dislike_influence) * c->color_affinity[i].cost + dislike_influence * dislike;
1184         }
1185
1186         qsort(order, env->n_regs, sizeof(order[0]), cmp_col_cost_gt);
1187
1188         DBG_COL_COST(env, LEVEL_2, order);
1189         DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
1190
1191         /* check which color is the "best" for the given chunk.
1192          * if we found a color which was ok for all nodes, we take it
1193          * and do not look further. (see did_all flag usage below.)
1194          * If we have many colors which fit all nodes it is hard to decide
1195          * which one to take anyway.
1196          * TODO Sebastian: Perhaps we should at all nodes and figure out
1197          * a suitable color using costs as done above (determine_color_costs).
1198          */
1199         for (i = 0; i < env->k; ++i) {
1200                 int         col = order[i].col;
1201                 waitq       *good_starts = new_waitq();
1202                 aff_chunk_t *local_best;
1203                 int          n_succeeded;
1204
1205                 /* skip ignore colors */
1206                 if (bitset_is_set(env->ignore_regs, col))
1207                         continue;
1208
1209                 DB((dbg, LEVEL_2, "\ttrying color %d\n", col));
1210
1211                 n_succeeded = 0;
1212
1213                 /* try to bring all nodes of given chunk to the current color. */
1214                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
1215                         const ir_node   *irn  = c->n[idx];
1216                         co_mst_irn_t    *node = get_co_mst_irn(env, irn);
1217                         int              good;
1218
1219                         assert(! node->fixed && "Node must not have a fixed color.");
1220                         DB((dbg, LEVEL_4, "\t\tBringing %+F from color %d to color %d ...\n", irn, node->col, col));
1221
1222                         /*
1223                                 The order of the colored nodes is important, so we record the successfully
1224                                 colored ones in the order they appeared.
1225                         */
1226                         INIT_LIST_HEAD(&changed);
1227                         stat_ev_tim_push();
1228                         good = change_node_color(env, node, col, &changed);
1229                         stat_ev_tim_pop("heur4_recolor");
1230                         if (good) {
1231                                 waitq_put(good_starts, node);
1232                                 materialize_coloring(&changed);
1233                                 node->fixed = 1;
1234                         }
1235
1236                         else
1237                                 reject_coloring(&changed);
1238
1239                         n_succeeded += good;
1240                         DB((dbg, LEVEL_4, "\t\t... %+F attempt from %d to %d %s\n", irn, node->col, col, good ? "succeeded" : "failed"));
1241                 }
1242
1243                 /* unfix all nodes */
1244                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
1245                         co_mst_irn_t *node = get_co_mst_irn(env, c->n[idx]);
1246                         node->fixed = 0;
1247                 }
1248
1249                 /* try next color when failed */
1250                 if (n_succeeded == 0)
1251                         continue;
1252
1253                 /* fragment the chunk according to the coloring */
1254                 local_best = fragment_chunk(env, col, c, tmp_chunks);
1255
1256                 /* search the best of the good list
1257                    and make it the new best if it is better than the current */
1258                 if (local_best) {
1259                         aff_chunk_assure_weight(env, local_best);
1260
1261                         DB((dbg, LEVEL_3, "\t\tlocal best chunk (id %d) for color %d: ", local_best->id, col));
1262                         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_3, local_best);
1263
1264                         if (! best_chunk || best_chunk->weight < local_best->weight) {
1265                                 best_chunk = local_best;
1266                                 best_color = col;
1267                                 if (best_starts)
1268                                         del_waitq(best_starts);
1269                                 best_starts = good_starts;
1270                                 DB((dbg, LEVEL_3, "\n\t\t... setting global best chunk (id %d), color %d\n", best_chunk->id, best_color));
1271                         } else {
1272                                 DB((dbg, LEVEL_3, "\n\t\t... omitting, global best is better\n"));
1273                                 del_waitq(good_starts);
1274                         }
1275                 }
1276                 else {
1277                         del_waitq(good_starts);
1278                 }
1279
1280                 /* if all nodes were recolored, bail out */
1281                 if (n_succeeded == n_nodes)
1282                         break;
1283         }
1284
1285         stat_ev_int("heur4_colors_tried", i);
1286
1287         /* free all intermediate created chunks except best one */
1288         while (! waitq_empty(tmp_chunks)) {
1289                 aff_chunk_t *tmp = waitq_get(tmp_chunks);
1290                 if (tmp != best_chunk)
1291                         delete_aff_chunk(env, tmp);
1292         }
1293         del_waitq(tmp_chunks);
1294
1295         /* return if coloring failed */
1296         if (! best_chunk) {
1297                 if (best_starts)
1298                         del_waitq(best_starts);
1299                 return;
1300         }
1301
1302         DB((dbg, LEVEL_2, "\tbest chunk #%d ", best_chunk->id));
1303         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_2, best_chunk);
1304         DB((dbg, LEVEL_2, "using color %d\n", best_color));
1305
1306         for (idx = 0, len = ARR_LEN(best_chunk->n); idx < len; ++idx) {
1307                 const ir_node *irn  = best_chunk->n[idx];
1308                 co_mst_irn_t  *node = get_co_mst_irn(env, irn);
1309                 int res;
1310
1311                 /* bring the node to the color. */
1312                 DB((dbg, LEVEL_4, "\tManifesting color %d for %+F, chunk #%d\n", best_color, node->irn, best_chunk->id));
1313                 INIT_LIST_HEAD(&changed);
1314                 stat_ev_tim_push();
1315                 res = change_node_color(env, node, best_color, &changed);
1316                 stat_ev_tim_pop("heur4_recolor");
1317                 if (res) {
1318                         materialize_coloring(&changed);
1319                         node->fixed = 1;
1320                 }
1321                 assert(list_empty(&changed));
1322         }
1323
1324         /* remove the nodes in best chunk from original chunk */
1325         len = ARR_LEN(best_chunk->n);
1326         for (idx = 0; idx < len; ++idx) {
1327                 const ir_node *irn = best_chunk->n[idx];
1328                 int pos = nodes_bsearch(c->n, irn);
1329
1330                 if (pos > 0)
1331                         c->n[pos] = NULL;
1332         }
1333         len = ARR_LEN(c->n);
1334         for (idx = nidx = 0; idx < len; ++idx) {
1335                 const ir_node *irn = c->n[idx];
1336
1337                 if (irn != NULL) {
1338                         c->n[nidx++] = irn;
1339                 }
1340         }
1341         ARR_SHRINKLEN(c->n, nidx);
1342
1343
1344         /* we have to get the nodes back into the original chunk because they are scattered over temporary chunks */
1345         for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
1346                 const ir_node *n  = c->n[idx];
1347                 co_mst_irn_t  *nn = get_co_mst_irn(env, n);
1348                 nn->chunk = c;
1349         }
1350
1351         /* fragment the remaining chunk */
1352         visited = bitset_irg_malloc(env->co->irg);
1353         for (idx = 0, len = ARR_LEN(best_chunk->n); idx < len; ++idx)
1354                 bitset_set(visited, get_irn_idx(best_chunk->n[idx]));
1355
1356         for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
1357                 const ir_node *irn = c->n[idx];
1358                 if (! bitset_is_set(visited, get_irn_idx(irn))) {
1359                         aff_chunk_t  *new_chunk = new_aff_chunk(env);
1360                         co_mst_irn_t *node      = get_co_mst_irn(env, irn);
1361
1362                         expand_chunk_from(env, node, visited, new_chunk, c, decider_always_yes, 0);
1363                         aff_chunk_assure_weight(env, new_chunk);
1364                         pqueue_put(env->chunks, new_chunk, new_chunk->weight);
1365                 }
1366         }
1367
1368         for (idx = 0, len = ARR_LEN(best_chunk->n); idx < len; ++idx) {
1369                 const ir_node *n  = best_chunk->n[idx];
1370                 co_mst_irn_t  *nn = get_co_mst_irn(env, n);
1371                 nn->chunk = NULL;
1372         }
1373
1374         /* clear obsolete chunks and free some memory */
1375         delete_aff_chunk(env, best_chunk);
1376         bitset_free(visited);
1377         if (best_starts)
1378                 del_waitq(best_starts);
1379
1380         stat_ev_ctx_pop("heur4_color_chunk");
1381 }
1382
1383 /**
1384  * Main driver for mst safe coalescing algorithm.
1385  */
1386 int co_solve_heuristic_mst(copy_opt_t *co) {
1387         unsigned     n_regs       = co->cls->n_regs;
1388         bitset_t     *ignore_regs = bitset_alloca(n_regs);
1389         unsigned     i, j, k;
1390         ir_node      *irn;
1391         co_mst_env_t mst_env;
1392
1393         stat_ev_tim_push();
1394
1395         /* init phase */
1396         phase_init(&mst_env.ph, "co_mst", co->irg, PHASE_DEFAULT_GROWTH, co_mst_irn_init, &mst_env);
1397
1398         k = be_put_ignore_regs(co->cenv->birg, co->cls, ignore_regs);
1399         k = n_regs - k;
1400
1401         mst_env.n_regs        = n_regs;
1402         mst_env.k             = k;
1403         mst_env.chunks        = new_pqueue();
1404         mst_env.co            = co;
1405         mst_env.ignore_regs   = ignore_regs;
1406         mst_env.ifg           = co->cenv->ifg;
1407         mst_env.aenv          = co->aenv;
1408         mst_env.chunkset      = pset_new_ptr(512);
1409         mst_env.chunk_visited = 0;
1410         mst_env.single_cols   = phase_alloc(&mst_env.ph, sizeof(*mst_env.single_cols) * n_regs);
1411
1412         for (i = 0; i < n_regs; ++i) {
1413                 col_cost_t *vec = phase_alloc(&mst_env.ph, sizeof(*vec) * n_regs);
1414
1415                 mst_env.single_cols[i] = vec;
1416                 for (j = 0; j < n_regs; ++j) {
1417                         vec[j].col  = j;
1418                         vec[j].cost = REAL(0.0);
1419                 }
1420                 vec[i].col  = 0;
1421                 vec[0].col  = i;
1422                 vec[0].cost = REAL(1.0);
1423         }
1424
1425         DBG((dbg, LEVEL_1, "==== Coloring %+F, class %s ====\n", co->irg, co->cls->name));
1426
1427         /* build affinity chunks */
1428         stat_ev_tim_push();
1429         build_affinity_chunks(&mst_env);
1430         stat_ev_tim_pop("heur4_initial_chunk");
1431
1432         /* color chunks as long as there are some */
1433         while (! pqueue_empty(mst_env.chunks)) {
1434                 aff_chunk_t *chunk = pqueue_get(mst_env.chunks);
1435
1436                 color_aff_chunk(&mst_env, chunk);
1437                 DB((dbg, LEVEL_4, "<<<====== Coloring chunk (%d) done\n", chunk->id));
1438                 delete_aff_chunk(&mst_env, chunk);
1439         }
1440
1441         /* apply coloring */
1442         foreach_phase_irn(&mst_env.ph, irn) {
1443                 co_mst_irn_t *mirn;
1444                 const arch_register_t *reg;
1445
1446                 if (arch_irn_is(mst_env.aenv, irn, ignore))
1447                         continue;
1448
1449                 mirn = get_co_mst_irn(&mst_env, irn);
1450                 // assert(mirn->fixed && "Node should have fixed color");
1451
1452                 /* skip nodes where color hasn't changed */
1453                 if (mirn->init_col == mirn->col)
1454                         continue;
1455
1456                 reg = arch_register_for_index(co->cls, mirn->col);
1457                 arch_set_irn_register(co->aenv, irn, reg);
1458                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F set color from %d to %d\n", irn, mirn->init_col, mirn->col));
1459         }
1460
1461         /* free allocated memory */
1462         del_pqueue(mst_env.chunks);
1463         phase_free(&mst_env.ph);
1464         del_pset(mst_env.chunkset);
1465
1466         stat_ev_tim_pop("heur4_total");
1467
1468         return 0;
1469 }
1470
1471 static const lc_opt_table_entry_t options[] = {
1472         LC_OPT_ENT_INT      ("limit", "limit recoloring",  &recolor_limit),
1473         LC_OPT_ENT_DBL      ("di",    "dislike influence", &dislike_influence),
1474         LC_OPT_LAST
1475 };
1476
1477
1478 void be_init_copyheur4(void) {
1479         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
1480         lc_opt_entry_t *ra_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ra");
1481         lc_opt_entry_t *chordal_grp = lc_opt_get_grp(ra_grp, "chordal");
1482         lc_opt_entry_t *co_grp = lc_opt_get_grp(chordal_grp, "co");
1483         lc_opt_entry_t *heur4_grp = lc_opt_get_grp(co_grp, "heur4");
1484
1485         lc_opt_add_table(heur4_grp, options);
1486         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.co.heur4");
1487 }
1488
1489
1490 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_copyheur4);