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         (void) env;
 159         if (c->weight_consistent)
 160                 ir_fprintf(stderr, " $%d ", c->weight);
 161         ir_fprintf(stderr, "{");
 162         for (i = 0, l = ARR_LEN(c->n); i < l; ++i) {
 163                 const ir_node *n = c->n[i];
 164                 ir_fprintf(stderr, " %+F,", n);
 165         }
 166         ir_fprintf(stderr, "}");
 167 }
 168
 169 /**
 170  * Dump all admissible colors to stderr.
 171  */
 172 static void dbg_admissible_colors(const co_mst_env_t *env, const co_mst_irn_t *node) {
 173         bitset_pos_t idx;
 174         (void) env;
 175
 176         if (bitset_popcnt(node->adm_colors) < 1)
 177                 fprintf(stderr, "no admissible colors?!?");
 178         else {
 179                 bitset_foreach(node->adm_colors, idx) {
 180                         fprintf(stderr, " %d", idx);
 181                 }
 182         }
 183 }
 184
 185 /**
 186  * Dump color-cost pairs to stderr.
 187  */
 188 static void dbg_col_cost(const co_mst_env_t *env, const col_cost_t *cost) {
 189         int i;
 190         for (i = 0; i < env->n_regs; ++i)
 191                 fprintf(stderr, " (%d, %.4f)", cost[i].col, cost[i].cost);
 192 }
 193
 194 #endif /* DEBUG_libfirm */
 195
 196 static INLINE int get_mst_irn_col(const co_mst_irn_t *node) {
 197         return node->tmp_col >= 0 ? node->tmp_col : node->col;
 198 }
 199
 200 /**
 201  * @return 1 if node @p node has color @p col, 0 otherwise.
 202  */
 203 static int decider_has_color(const co_mst_irn_t *node, int col) {
 204         return get_mst_irn_col(node) == col;
 205 }
 206
 207 /**
 208  * @return 1 if node @p node has not color @p col, 0 otherwise.
 209  */
 210 static int decider_hasnot_color(const co_mst_irn_t *node, int col) {
 211         return get_mst_irn_col(node) != col;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * Always returns true.
 216  */
 217 static int decider_always_yes(const co_mst_irn_t *node, int col) {
 218         (void) node;
 219         (void) col;
 220         return 1;
 221 }
 222
 223 /** compares two affinity edges by its weight */
 224 static int cmp_aff_edge(const void *a, const void *b) {
 225         const aff_edge_t *e1 = a;
 226         const aff_edge_t *e2 = b;
 227
 228         if (e2->weight == e1->weight) {
 229                 if (e2->src->node_idx == e1->src->node_idx)
 230                         return QSORT_CMP(e2->tgt->node_idx, e1->tgt->node_idx);
 231                 else
 232                         return QSORT_CMP(e2->src->node_idx, e1->src->node_idx);
 233         }
 234         /* sort in descending order */
 235         return QSORT_CMP(e2->weight, e1->weight);
 236 }
 237
 238 /** compares to color-cost pairs */
 239 static __attribute__((unused)) int cmp_col_cost_lt(const void *a, const void *b) {
 240         const col_cost_t *c1 = a;
 241         const col_cost_t *c2 = b;
 242         real_t diff = c1->cost - c2->cost;
 243         return (diff > 0) - (diff < 0);
 244 }
 245
 246 static int cmp_col_cost_gt(const void *a, const void *b) {
 247         const col_cost_t *c1 = a;
 248         const col_cost_t *c2 = b;
 249         real_t diff = c2->cost - c1->cost;
 250         return (diff > 0) - (diff < 0);
 251 }
 252
 253 /**
 254  * Creates a new affinity chunk
 255  */
 256 static INLINE aff_chunk_t *new_aff_chunk(co_mst_env_t *env) {
 257         aff_chunk_t *c = xmalloc(sizeof(*c) + (env->n_regs - 1) * sizeof(c->color_affinity[0]));
 258         c->n                 = NEW_ARR_F(const ir_node *, 0);
 259         c->interfere         = NEW_ARR_F(const ir_node *, 0);
 260         c->weight            = -1;
 261         c->weight_consistent = 0;
 262         c->deleted           = 0;
 263         c->id                = ++last_chunk_id;
 264         c->visited           = 0;
 265         pset_insert(env->chunkset, c, c->id);
 266         return c;
 267 }
 268
 269 /**
 270  * Frees all memory allocated by an affinity chunk.
 271  */
 272 static INLINE void delete_aff_chunk(co_mst_env_t *env, aff_chunk_t *c) {
 273         pset_remove(env->chunkset, c, c->id);
 274         DEL_ARR_F(c->interfere);
 275         DEL_ARR_F(c->n);
 276         c->deleted = 1;
 277         free(c);
 278 }
 279
 280 /**
 281  * binary search of sorted nodes.
 282  *
 283  * @return the position where n is found in the array arr or ~pos
 284  * if the nodes is not here.
 285  */
 286 static INLINE int nodes_bsearch(const ir_node **arr, const ir_node *n) {
 287         int hi = ARR_LEN(arr);
 288         int lo = 0;
 289
 290         while (lo < hi) {
 291                 int md = lo + ((hi - lo) >> 1);
 292
 293                 if (arr[md] == n)
 294                         return md;
 295                 if (arr[md] < n)
 296                         lo = md + 1;
 297                 else
 298                         hi = md;
 299         }
 300
 301         return ~lo;
 302 }
 303
 304 /** Check if a node n can be found inside arr. */
 305 static int node_contains(const ir_node **arr, const ir_node *n) {
 306         int i = nodes_bsearch(arr, n);
 307         return i >= 0;
 308 }
 309
 310 /**
 311  * Insert a node into the sorted nodes list.
 312  *
 313  * @return 1 if the node was inserted, 0 else
 314  */
 315 static int nodes_insert(const ir_node ***arr, const ir_node *irn) {
 316         int idx = nodes_bsearch(*arr, irn);
 317
 318         if (idx < 0) {
 319                 int i, n = ARR_LEN(*arr);
 320                 const ir_node **l;
 321
 322                 ARR_APP1(const ir_node *, *arr, irn);
 323
 324                 /* move it */
 325                 idx = ~idx;
 326                 l = *arr;
 327                 for (i = n - 1; i >= idx; --i)
 328                         l[i + 1] = l[i];
 329                 l[idx] = irn;
 330                 return 1;
 331         }
 332         return 0;
 333 }
 334
 335 /**
 336  * Adds a node to an affinity chunk
 337  */
 338 static INLINE void aff_chunk_add_node(aff_chunk_t *c, co_mst_irn_t *node) {
 339         int i;
 340
 341         if (! nodes_insert(&c->n, node->irn))
 342                 return;
 343
 344         c->weight_consistent = 0;
 345         node->chunk          = c;
 346
 347         for (i = node->n_neighs - 1; i >= 0; --i) {
 348                 ir_node *neigh = node->int_neighs[i];
 349                 nodes_insert(&c->interfere, neigh);
 350         }
 351 }
 352
 353 /**
 354  * In case there is no phase information for irn, initialize it.
 355  */
 356 static void *co_mst_irn_init(ir_phase *ph, const ir_node *irn, void *old) {
 357         co_mst_irn_t *res = old ? old : phase_alloc(ph, sizeof(res[0]));
 358         co_mst_env_t *env = ph->priv;
 359
 360         if (!old) {
 361                 const arch_register_req_t *req;
 362                 void     *nodes_it = be_ifg_nodes_iter_alloca(env->ifg);
 363                 ir_node  *neigh;
 364                 unsigned len;
 365
 366                 res->irn           = irn;
 367                 res->chunk         = NULL;
 368                 res->fixed         = 0;
 369                 res->tmp_col       = -1;
 370                 res->int_neighs    = NULL;
 371                 res->int_aff_neigh = 0;
 372                 res->col           = arch_register_get_index(arch_get_irn_register(env->aenv, irn));
 373                 res->init_col      = res->col;
 374                 INIT_LIST_HEAD(&res->list);
 375
 376                 DB((dbg, LEVEL_4, "Creating phase info for %+F\n", irn));
 377
 378                 /* set admissible registers */
 379                 res->adm_colors = bitset_obstack_alloc(phase_obst(ph), env->n_regs);
 380
 381                 /* Exclude colors not assignable to the irn */
 382                 req = arch_get_register_req(env->aenv, irn, -1);
 383                 if (arch_register_req_is(req, limited))
 384                         rbitset_copy_to_bitset(req->limited, res->adm_colors);
 385                 else
 386                         bitset_set_all(res->adm_colors);
 387
 388                 /* exclude global ignore registers as well */
 389                 bitset_andnot(res->adm_colors, env->ignore_regs);
 390
 391                 /* compute the constraint factor */
 392                 res->constr_factor = (real_t) (1 + env->n_regs - bitset_popcnt(res->adm_colors)) / env->n_regs;
 393
 394                 /* set the number of interfering affinity neighbours to -1, they are calculated later */
 395                 res->int_aff_neigh = -1;
 396
 397                 /* build list of interfering neighbours */
 398                 len = 0;
 399                 be_ifg_foreach_neighbour(env->ifg, nodes_it, irn, neigh) {
 400                         if (! arch_irn_is(env->aenv, neigh, ignore)) {
 401                                 obstack_ptr_grow(phase_obst(ph), neigh);
 402                                 ++len;
 403                         }
 404                 }
 405                 res->int_neighs = obstack_finish(phase_obst(ph));
 406                 res->n_neighs   = len;
 407         }
 408         return res;
 409 }
 410
 411 /**
 412  * Check if affinity chunk @p chunk interferes with node @p irn.
 413  */
 414 static INLINE int aff_chunk_interferes(const aff_chunk_t *chunk, const ir_node *irn) {
 415         return node_contains(chunk->interfere, irn);
 416 }
 417
 418 /**
 419  * Check if there are interference edges from c1 to c2.
 420  * @param c1    A chunk
 421  * @param c2    Another chunk
 422  * @return 1 if there are interferences between nodes of c1 and c2, 0 otherwise.
 423  */
 424 static INLINE int aff_chunks_interfere(const aff_chunk_t *c1, const aff_chunk_t *c2) {
 425         int i;
 426
 427         if (c1 == c2)
 428                 return 0;
 429
 430         /* check if there is a node in c2 having an interfering neighbor in c1 */
 431         for (i = ARR_LEN(c2->n) - 1; i >= 0; --i) {
 432                 const ir_node *irn = c2->n[i];
 433
 434                 if (node_contains(c1->interfere, irn))
 435                         return 1;
 436         }
 437         return 0;
 438 }
 439
 440 /**
 441  * Returns the affinity chunk of @p irn or creates a new
 442  * one with @p irn as element if there is none assigned.
 443  */
 444 static INLINE aff_chunk_t *get_aff_chunk(co_mst_env_t *env, const ir_node *irn) {
 445         co_mst_irn_t *node = get_co_mst_irn(env, irn);
 446         return node->chunk;
 447 }
 448
 449 /**
 450  * Let chunk(src) absorb the nodes of chunk(tgt) (only possible when there
 451  * are no interference edges from chunk(src) to chunk(tgt)).
 452  * @return 1 if successful, 0 if not possible
 453  */
 454 static int aff_chunk_absorb(co_mst_env_t *env, const ir_node *src, const ir_node *tgt) {
 455         aff_chunk_t *c1 = get_aff_chunk(env, src);
 456         aff_chunk_t *c2 = get_aff_chunk(env, tgt);
 457
 458 #ifdef DEBUG_libfirm
 459                 DB((dbg, LEVEL_4, "Attempt to let c1 (id %d): ", c1 ? c1->id : -1));
 460                 if (c1) {
 461                         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_4, c1);
 462                 } else {
 463                         DB((dbg, LEVEL_4, "{%+F}", src));
 464                 }
 465                 DB((dbg, LEVEL_4, "\n\tabsorb c2 (id %d): ", c2 ? c2->id : -1));
 466                 if (c2) {
 467                         DBG_AFF_CHUNK(env, LEVEL_4, c2);
 468                 } else {
 469                         DB((dbg, LEVEL_4, "{%+F}", tgt));
 470                 }
 471                 DB((dbg, LEVEL_4, "\n"));
 472 #endif
 473
 474         if (c1 == NULL) {
 475                 if (c2 == NULL) {
 476                         /* no chunk exists */
 477                         co_mst_irn_t *mirn = get_co_mst_irn(env, src);
 478                         int i;
 479
 480                         for (i = mirn->n_neighs - 1; i >= 0; --i) {
 481                                 if (mirn->int_neighs[i] == tgt)
 482                                         break;
 483                         }
 484                         if (i < 0) {
 485                                 /* create one containing both nodes */
 486                                 c1 = new_aff_chunk(env);
 487                                 aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, src));
 488                                 aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, tgt));
 489                                 goto absorbed;
 490                         }
 491                 } else {
 492                         /* c2 already exists */
 493                         if (! aff_chunk_interferes(c2, src)) {
 494                                 aff_chunk_add_node(c2, get_co_mst_irn(env, src));
 495                                 goto absorbed;
 496                         }
 497                 }
 498         } else if (c2 == NULL) {
 499                 /* c1 already exists */
 500                 if (! aff_chunk_interferes(c1, tgt)) {
 501                         aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, tgt));
 502                         goto absorbed;
 503                 }
 504         } else if (c1 != c2 && ! aff_chunks_interfere(c1, c2)) {
 505                 int idx, len;
 506
 507                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c2->n); idx < len; ++idx)
 508                         aff_chunk_add_node(c1, get_co_mst_irn(env, c2->n[idx]));
 509
 510                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c2->interfere); idx < len; ++idx) {
 511                         const ir_node *irn = c2->interfere[idx];
 512                         nodes_insert(&c1->interfere, irn);
 513                 }
 514
 515                 c1->weight_consistent = 0;
 516
 517                 delete_aff_chunk(env, c2);
 518                 goto absorbed;
 519         }
 520         DB((dbg, LEVEL_4, " ... c1 interferes with c2, skipped\n"));
 521         return 0;
 522
 523 absorbed:
 524         DB((dbg, LEVEL_4, " ... absorbed\n"));
 525         return 1;
 526 }
 527
 528 /**
 529  * Assures that the weight of the given chunk is consistent.
 530  */
 531 static void aff_chunk_assure_weight(co_mst_env_t *env, aff_chunk_t *c) {
 532         if (! c->weight_consistent) {
 533                 int w = 0;
 534                 int idx, len, i;
 535
 536                 for (i = 0; i < env->n_regs; ++i) {
 537                         c->color_affinity[i].col = i;
 538                         c->color_affinity[i].cost = REAL(0.0);
 539                 }
 540
 541                 for (idx = 0, len = ARR_LEN(c->n); idx < len; ++idx) {
 542                         const ir_node         *n       = c->n[idx];
 543                         const affinity_node_t *an      = get_affinity_info(env->co, n);
 544                         co_mst_irn_t          *node    = get_co_mst_irn(env, n);
 545
 546                         node->chunk = c;
 547                         if (node->constr_factor > REAL(0.0)) {
 548                                 bitset_pos_t col;
 549                                 bitset_foreach (node->adm_colors, col)
 550                                         c->color_affinity[col].cost += node->constr_factor;
 551                         }
 552
 553                         if (an != NULL) {
 554                                 neighb_t *neigh;
 555                                 co_gs_foreach_neighb(an, neigh) {
 556                                         const ir_node *m    = neigh->irn;
 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         last_chunk_id = 0;
1394
1395         stat_ev_tim_push();
1396
1397         /* init phase */
1398         phase_init(&mst_env.ph, "co_mst", co->irg, PHASE_DEFAULT_GROWTH, co_mst_irn_init, &mst_env);
1399
1400         k = be_put_ignore_regs(co->cenv->birg, co->cls, ignore_regs);
1401         k = n_regs - k;
1402
1403         mst_env.n_regs        = n_regs;
1404         mst_env.k             = k;
1405         mst_env.chunks        = new_pqueue();
1406         mst_env.co            = co;
1407         mst_env.ignore_regs   = ignore_regs;
1408         mst_env.ifg           = co->cenv->ifg;
1409         mst_env.aenv          = co->aenv;
1410         mst_env.chunkset      = pset_new_ptr(512);
1411         mst_env.chunk_visited = 0;
1412         mst_env.single_cols   = phase_alloc(&mst_env.ph, sizeof(*mst_env.single_cols) * n_regs);
1413
1414         for (i = 0; i < n_regs; ++i) {
1415                 col_cost_t *vec = phase_alloc(&mst_env.ph, sizeof(*vec) * n_regs);
1416
1417                 mst_env.single_cols[i] = vec;
1418                 for (j = 0; j < n_regs; ++j) {
1419                         vec[j].col  = j;
1420                         vec[j].cost = REAL(0.0);
1421                 }
1422                 vec[i].col  = 0;
1423                 vec[0].col  = i;
1424                 vec[0].cost = REAL(1.0);
1425         }
1426
1427         DBG((dbg, LEVEL_1, "==== Coloring %+F, class %s ====\n", co->irg, co->cls->name));
1428
1429         /* build affinity chunks */
1430         stat_ev_tim_push();
1431         build_affinity_chunks(&mst_env);
1432         stat_ev_tim_pop("heur4_initial_chunk");
1433
1434         /* color chunks as long as there are some */
1435         while (! pqueue_empty(mst_env.chunks)) {
1436                 aff_chunk_t *chunk = pqueue_get(mst_env.chunks);
1437
1438                 color_aff_chunk(&mst_env, chunk);
1439                 DB((dbg, LEVEL_4, "<<<====== Coloring chunk (%d) done\n", chunk->id));
1440                 delete_aff_chunk(&mst_env, chunk);
1441         }
1442
1443         /* apply coloring */
1444         foreach_phase_irn(&mst_env.ph, irn) {
1445                 co_mst_irn_t *mirn;
1446                 const arch_register_t *reg;
1447
1448                 if (arch_irn_is(mst_env.aenv, irn, ignore))
1449                         continue;
1450
1451                 mirn = get_co_mst_irn(&mst_env, irn);
1452                 // assert(mirn->fixed && "Node should have fixed color");
1453
1454                 /* skip nodes where color hasn't changed */
1455                 if (mirn->init_col == mirn->col)
1456                         continue;
1457
1458                 reg = arch_register_for_index(co->cls, mirn->col);
1459                 arch_set_irn_register(co->aenv, irn, reg);
1460                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F set color from %d to %d\n", irn, mirn->init_col, mirn->col));
1461         }
1462
1463         /* free allocated memory */
1464         del_pqueue(mst_env.chunks);
1465         phase_free(&mst_env.ph);
1466         del_pset(mst_env.chunkset);
1467
1468         stat_ev_tim_pop("heur4_total");
1469
1470         return 0;
1471 }
1472
1473 static const lc_opt_table_entry_t options[] = {
1474         LC_OPT_ENT_INT      ("limit", "limit recoloring",  &recolor_limit),
1475         LC_OPT_ENT_DBL      ("di",    "dislike influence", &dislike_influence),
1476         LC_OPT_LAST
1477 };
1478
1479
1480 void be_init_copyheur4(void) {
1481         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
1482         lc_opt_entry_t *ra_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ra");
1483         lc_opt_entry_t *chordal_grp = lc_opt_get_grp(ra_grp, "chordal");
1484         lc_opt_entry_t *co_grp = lc_opt_get_grp(chordal_grp, "co");
1485         lc_opt_entry_t *heur4_grp = lc_opt_get_grp(co_grp, "heur4");
1486
1487         lc_opt_add_table(heur4_grp, options);
1488         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.co.heur4");
1489 }
1490
1491
1492 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_copyheur4);