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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2007 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       Beladys spillalgorithm.
  23  * @author      Daniel Grund, Matthias Braun
  24  * @date        20.09.2005
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include "obst.h"
  32 #include "irprintf_t.h"
  33 #include "irgraph.h"
  34 #include "irnode.h"
  35 #include "irmode.h"
  36 #include "irgwalk.h"
  37 #include "irloop.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "ircons_t.h"
  40 #include "irprintf.h"
  41 #include "irnodeset.h"
  42 #include "xmalloc.h"
  43 #include "pdeq.h"
  44
  45 #include "beutil.h"
  46 #include "bearch_t.h"
  47 #include "bespillbelady.h"
  48 #include "beuses.h"
  49 #include "besched_t.h"
  50 #include "beirgmod.h"
  51 #include "belive_t.h"
  52 #include "benode_t.h"
  53 #include "bechordal_t.h"
  54 #include "bespilloptions.h"
  55 #include "beloopana.h"
  56 #include "beirg_t.h"
  57 #include "bemodule.h"
  58
  59 #define DBG_SPILL     1
  60 #define DBG_WSETS     2
  61 #define DBG_FIX       4
  62 #define DBG_DECIDE    8
  63 #define DBG_START    16
  64 #define DBG_SLOTS    32
  65 #define DBG_TRACE    64
  66 #define DBG_WORKSET 128
  67 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  68
  69 typedef enum {
  70         value_not_reloaded,       /* the value has not been reloaded */
  71         value_partially_reloaded, /* the value has been reloaded on some paths */
  72         value_reloaded            /* the value has been reloaded on all paths */
  73 } reloaded_state_t;
  74
  75 /**
  76  * An association between a node and a point in time.
  77  */
  78 typedef struct loc_t {
  79         ir_node          *node;
  80         unsigned          time;     /**< A use time (see beuses.h). */
  81         reloaded_state_t  reloaded; /**< the value is a reloaded value */
  82 } loc_t;
  83
  84 typedef struct _workset_t {
  85         int   len;          /**< current length */
  86         loc_t vals[0];      /**< inlined array of the values/distances in this working set */
  87 } workset_t;
  88
  89 static struct obstack               obst;
  90 static const arch_env_t            *arch_env;
  91 static const arch_register_class_t *cls;
  92 static const be_lv_t               *lv;
  93 static be_loopana_t                *loop_ana;
  94 static int                          n_regs;
  95 static workset_t                   *ws;     /**< the main workset used while
  96                                                      processing a block. */
  97 static be_uses_t                   *uses;   /**< env for the next-use magic */
  98 static ir_node                     *instr;  /**< current instruction */
  99 static unsigned                     instr_nr; /**< current instruction number
 100                                                        (relative to block start) */
 101 static ir_nodeset_t                 used;
 102 static spill_env_t                 *senv;   /**< see bespill.h */
 103 static pdeq                        *worklist;
 104
 105 static int loc_compare(const void *a, const void *b)
 106 {
 107         const loc_t *p = a;
 108         const loc_t *q = b;
 109         return p->time - q->time;
 110 }
 111
 112 void workset_print(const workset_t *w)
 113 {
 114         int i;
 115
 116         for(i = 0; i < w->len; ++i) {
 117                 ir_fprintf(stderr, "%+F %d\n", w->vals[i].node, w->vals[i].time);
 118         }
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Alloc a new workset on obstack @p ob with maximum size @p max
 123  */
 124 static workset_t *new_workset(void)
 125 {
 126         workset_t *res;
 127         size_t     size = sizeof(*res) + n_regs * sizeof(res->vals[0]);
 128
 129         res  = obstack_alloc(&obst, size);
 130         memset(res, 0, size);
 131         return res;
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Alloc a new instance on obstack and make it equal to @param workset
 136  */
 137 static workset_t *workset_clone(workset_t *workset)
 138 {
 139         workset_t *res;
 140         size_t size = sizeof(*res) + n_regs * sizeof(res->vals[0]);
 141         res = obstack_alloc(&obst, size);
 142         memcpy(res, workset, size);
 143         return res;
 144 }
 145
 146 /**
 147  * Copy workset @param src to @param tgt
 148  */
 149 static void workset_copy(workset_t *dest, const workset_t *src)
 150 {
 151         size_t size = sizeof(*src) + n_regs * sizeof(src->vals[0]);
 152         memcpy(dest, src, size);
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Overwrites the current content array of @param ws with the
 157  * @param count locations given at memory @param locs.
 158  * Set the length of @param ws to count.
 159  */
 160 static void workset_bulk_fill(workset_t *workset, int count, const loc_t *locs)
 161 {
 162         workset->len = count;
 163         memcpy(&(workset->vals[0]), locs, count * sizeof(locs[0]));
 164 }
 165
 166 /**
 167  * Inserts the value @p val into the workset, iff it is not
 168  * already contained. The workset must not be full.
 169  */
 170 static void workset_insert(workset_t *workset, ir_node *val, int reloaded)
 171 {
 172         loc_t *loc;
 173         int    i;
 174         /* check for current regclass */
 175         assert(arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, val));
 176
 177         /* check if val is already contained */
 178         for (i = 0; i < workset->len; ++i) {
 179                 loc = &workset->vals[i];
 180                 if (loc->node == val) {
 181                         if(!loc->reloaded) {
 182                                 loc->reloaded = reloaded;
 183                         }
 184                         return;
 185                 }
 186         }
 187
 188         /* insert val */
 189         assert(workset->len < n_regs && "Workset already full!");
 190         loc           = &workset->vals[workset->len];
 191         loc->node     = val;
 192         loc->reloaded = reloaded;
 193         loc->time     = 6666; /* undefined yet */
 194         workset->len++;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Removes all entries from this workset
 199  */
 200 static void workset_clear(workset_t *workset)
 201 {
 202         workset->len = 0;
 203 }
 204
 205 /**
 206  * Removes the value @p val from the workset if present.
 207  */
 208 static INLINE void workset_remove(workset_t *workset, ir_node *val)
 209 {
 210         int i;
 211         for(i = 0; i < workset->len; ++i) {
 212                 if (workset->vals[i].node == val) {
 213                         workset->vals[i] = workset->vals[--workset->len];
 214                         return;
 215                 }
 216         }
 217 }
 218
 219 static INLINE int workset_contains(const workset_t *ws, const ir_node *val)
 220 {
 221         int i;
 222
 223         for(i=0; i<ws->len; ++i) {
 224                 if (ws->vals[i].node == val)
 225                         return 1;
 226         }
 227
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 /**
 232  * Iterates over all values in the working set.
 233  * @p ws The workset to iterate
 234  * @p v  A variable to put the current value in
 235  * @p i  An integer for internal use
 236  */
 237 #define workset_foreach(ws, v, i)       for(i=0; \
 238                                                                                 v=(i < ws->len) ? ws->vals[i].node : NULL, i < ws->len; \
 239                                                                                 ++i)
 240
 241 #define workset_set_time(ws, i, t) (ws)->vals[i].time=t
 242 #define workset_get_time(ws, i) (ws)->vals[i].time
 243 #define workset_set_length(ws, length) (ws)->len = length
 244 #define workset_get_length(ws) ((ws)->len)
 245 #define workset_get_val(ws, i) ((ws)->vals[i].node)
 246 #define workset_sort(ws) qsort((ws)->vals, (ws)->len, sizeof((ws)->vals[0]), loc_compare);
 247
 248 typedef struct _block_info_t
 249 {
 250         workset_t *start_workset;
 251         workset_t *end_workset;
 252 } block_info_t;
 253
 254
 255 static void *new_block_info(void)
 256 {
 257         block_info_t *res = obstack_alloc(&obst, sizeof(res[0]));
 258         memset(res, 0, sizeof(res[0]));
 259
 260         return res;
 261 }
 262
 263 #define get_block_info(block)        ((block_info_t *)get_irn_link(block))
 264 #define set_block_info(block, info)  set_irn_link(block, info)
 265
 266 /**
 267  * @return The distance to the next use or 0 if irn has dont_spill flag set
 268  */
 269 static INLINE unsigned get_distance(ir_node *from, unsigned from_step,
 270                                     const ir_node *def, int skip_from_uses)
 271 {
 272         be_next_use_t use;
 273         int           flags = arch_irn_get_flags(arch_env, def);
 274         unsigned      time;
 275
 276         assert(! (flags & arch_irn_flags_ignore));
 277
 278         use = be_get_next_use(uses, from, from_step, def, skip_from_uses);
 279         if(USES_IS_INFINITE(use.time))
 280                 return USES_INFINITY;
 281
 282         /* We have to keep nonspillable nodes in the workingset */
 283         if(flags & arch_irn_flags_dont_spill)
 284                 return 0;
 285
 286         time  = use.time;
 287         time += be_get_reload_costs_no_weight(senv, def, use.before) * 10;
 288
 289         return use.time;
 290 }
 291
 292 /**
 293  * Performs the actions necessary to grant the request that:
 294  * - new_vals can be held in registers
 295  * - as few as possible other values are disposed
 296  * - the worst values get disposed
 297  *
 298  * @p is_usage indicates that the values in new_vals are used (not defined)
 299  * In this case reloads must be performed
 300  */
 301 static void displace(workset_t *new_vals, int is_usage)
 302 {
 303         ir_node *val;
 304         int     i, len, max_allowed, demand, iter;
 305
 306         ir_node   **to_insert = alloca(n_regs * sizeof(to_insert[0]));
 307
 308         /*
 309                 1. Identify the number of needed slots and the values to reload
 310         */
 311         demand = 0;
 312         workset_foreach(new_vals, val, iter) {
 313                 /* mark value as used */
 314                 if (is_usage)
 315                         ir_nodeset_insert(&used, val);
 316
 317                 if (! workset_contains(ws, val)) {
 318                         DBG((dbg, DBG_DECIDE, "    insert %+F\n", val));
 319                         to_insert[demand++] = val;
 320                         if (is_usage) {
 321                                 DBG((dbg, DBG_SPILL, "Reload %+F before %+F\n", val, instr));
 322                                 be_add_reload(senv, val, instr, cls, 1);
 323                         }
 324                 } else {
 325                         DBG((dbg, DBG_DECIDE, "    %+F already in workset\n", val));
 326                         assert(is_usage);
 327                 }
 328         }
 329
 330         /*
 331                 2. Make room for at least 'demand' slots
 332         */
 333         len         = workset_get_length(ws);
 334         max_allowed = n_regs - demand;
 335
 336         /* Only make more free room if we do not have enough */
 337         if (len > max_allowed) {
 338                 DBG((dbg, DBG_DECIDE, "    disposing %d values\n",
 339                      ws->len - max_allowed));
 340
 341                 /* get current next-use distance */
 342                 for (i = 0; i < ws->len; ++i) {
 343                         ir_node  *val  = workset_get_val(ws, i);
 344                         unsigned  dist = get_distance(instr, instr_nr, val, !is_usage);
 345                         workset_set_time(ws, i, dist);
 346                 }
 347
 348                 /* sort entries by increasing nextuse-distance*/
 349                 workset_sort(ws);
 350
 351                 /*
 352                         Logic for not needed live-ins: If a value is disposed
 353                         before its first usage, remove it from start workset
 354                         We don't do this for phis though
 355                 */
 356                 for (i = max_allowed; i < ws->len; ++i) {
 357                         ir_node *node = ws->vals[i].node;
 358
 359                         DBG((dbg, DBG_DECIDE, "    disposing node %+F (%u)\n", node,
 360                              workset_get_time(ws, i)));
 361
 362                         if(!USES_IS_INFINITE(ws->vals[i].time)
 363                                         && !ws->vals[i].reloaded) {
 364                                 //be_add_spill(senv, node, instr);
 365                         }
 366
 367             if (is_Phi(node))
 368                 continue;
 369
 370                         if (! ir_nodeset_contains(&used, node)) {
 371                                 ir_node   *curr_bb  = get_nodes_block(instr);
 372                                 workset_t *ws_start = get_block_info(curr_bb)->start_workset;
 373                                 workset_remove(ws_start, node);
 374
 375                                 DBG((dbg, DBG_DECIDE, "    (and removing %+F from start workset)\n", node));
 376                         }
 377                 }
 378
 379                 /* kill the last 'demand' entries in the array */
 380                 workset_set_length(ws, max_allowed);
 381         }
 382
 383         /*
 384                 3. Insert the new values into the workset
 385         */
 386         for (i = 0; i < demand; ++i)
 387                 workset_insert(ws, to_insert[i], 1);
 388 }
 389
 390 /** Decides whether a specific node should be in the start workset or not
 391  *
 392  * @param env      belady environment
 393  * @param first
 394  * @param node     the node to test
 395  * @param loop     the loop of the node
 396  */
 397 static loc_t to_take_or_not_to_take(ir_node* first, ir_node *node,
 398                                     ir_loop *loop)
 399 {
 400         be_next_use_t next_use;
 401         loc_t         loc;
 402
 403         loc.time     = USES_INFINITY;
 404         loc.node     = node;
 405         //loc.reloaded = rand() % 2; /* provoke a bug... */
 406         loc.reloaded = 0;
 407
 408         if (!arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, node)) {
 409                 loc.time = USES_INFINITY;
 410                 return loc;
 411         }
 412
 413         /* We have to keep nonspillable nodes in the workingset */
 414         if(arch_irn_get_flags(arch_env, node) & arch_irn_flags_dont_spill) {
 415                 loc.time = 0;
 416                 DBG((dbg, DBG_START, "    %+F taken (dontspill node)\n", node, loc.time));
 417                 return loc;
 418         }
 419
 420         next_use = be_get_next_use(uses, first, 0, node, 0);
 421         if(USES_IS_INFINITE(next_use.time)) {
 422                 // the nodes marked as live in shouldn't be dead, so it must be a phi
 423                 assert(is_Phi(node));
 424                 loc.time = USES_INFINITY;
 425                 DBG((dbg, DBG_START, "    %+F not taken (dead)\n", node));
 426                 if(is_Phi(node)) {
 427                         be_spill_phi(senv, node);
 428                 }
 429                 return loc;
 430         }
 431
 432         loc.time = next_use.time;
 433
 434         if(next_use.outermost_loop >= get_loop_depth(loop)) {
 435                 DBG((dbg, DBG_START, "    %+F taken (%u, loop %d)\n", node, loc.time, next_use.outermost_loop));
 436         } else {
 437                 loc.time = USES_PENDING;
 438                 DBG((dbg, DBG_START, "    %+F delayed (outerloopdepth %d < loopdetph %d)\n", node, next_use.outermost_loop, get_loop_depth(loop)));
 439         }
 440         return loc;
 441 }
 442
 443 /**
 444  * Computes the start-workset for a block with multiple predecessors. We assume
 445  * that at least 1 of the predeccesors is a back-edge which means we're at the
 446  * beginning of a loop. We try to reload as much values as possible now so they
 447  * don't get reloaded inside the loop.
 448  */
 449 static void compute_live_ins(const ir_node *block)
 450 {
 451         ir_loop    *loop = get_irn_loop(block);
 452         ir_node    *first;
 453         ir_node    *node;
 454         loc_t       loc;
 455         loc_t      *starters;
 456         loc_t      *delayed;
 457         int         i, len, ws_count;
 458         int             free_slots, free_pressure_slots;
 459         unsigned    pressure;
 460         //int arity;
 461         //int         n_pred_worksets;
 462         //workset_t **pred_worksets;
 463
 464         /* Collect all values living at start of block */
 465         starters = NEW_ARR_F(loc_t, 0);
 466         delayed  = NEW_ARR_F(loc_t, 0);
 467
 468         DBG((dbg, DBG_START, "Living at start of %+F:\n", block));
 469         first = sched_first(block);
 470
 471         /* check all Phis first */
 472         sched_foreach(block, node) {
 473                 if (! is_Phi(node))
 474                         break;
 475
 476                 loc = to_take_or_not_to_take(first, node, loop);
 477
 478                 if (! USES_IS_INFINITE(loc.time)) {
 479                         if (USES_IS_PENDING(loc.time))
 480                                 ARR_APP1(loc_t, delayed, loc);
 481                         else
 482                                 ARR_APP1(loc_t, starters, loc);
 483                 }
 484         }
 485
 486         /* check all Live-Ins */
 487         be_lv_foreach(lv, block, be_lv_state_in, i) {
 488                 ir_node *node = be_lv_get_irn(lv, block, i);
 489
 490                 loc = to_take_or_not_to_take(first, node, loop);
 491
 492                 if (! USES_IS_INFINITE(loc.time)) {
 493                         if (USES_IS_PENDING(loc.time))
 494                                 ARR_APP1(loc_t, delayed, loc);
 495                         else
 496                                 ARR_APP1(loc_t, starters, loc);
 497                 }
 498         }
 499
 500         pressure            = be_get_loop_pressure(loop_ana, cls, loop);
 501         assert(ARR_LEN(delayed) <= (signed)pressure);
 502         free_slots          = n_regs - ARR_LEN(starters);
 503         free_pressure_slots = n_regs - (pressure - ARR_LEN(delayed));
 504         free_slots          = MIN(free_slots, free_pressure_slots);
 505
 506         /* so far we only put nodes into the starters list that are used inside
 507          * the loop. If register pressure in the loop is low then we can take some
 508          * values and let them live through the loop */
 509         if(free_slots > 0) {
 510                 qsort(delayed, ARR_LEN(delayed), sizeof(delayed[0]), loc_compare);
 511
 512                 for (i = 0; i < ARR_LEN(delayed) && i < free_slots; ++i) {
 513                         DBG((dbg, DBG_START, "    delayed %+F taken\n", delayed[i].node));
 514                         ARR_APP1(loc_t, starters, delayed[i]);
 515                         delayed[i].node = NULL;
 516                 }
 517         }
 518
 519         /* spill phis (the actual phis not just their values) that are in this block
 520          * but not in the start workset */
 521         for (i = ARR_LEN(delayed) - 1; i >= 0; --i) {
 522                 ir_node *node = delayed[i].node;
 523                 if(node == NULL || !is_Phi(node) || get_nodes_block(node) != block)
 524                         continue;
 525
 526                 DBG((dbg, DBG_START, "    spilling delayed phi %+F\n", node));
 527                 be_spill_phi(senv, node);
 528         }
 529         DEL_ARR_F(delayed);
 530
 531         /* Sort start values by first use */
 532         qsort(starters, ARR_LEN(starters), sizeof(starters[0]), loc_compare);
 533
 534         /* Copy the best ones from starters to start workset */
 535         ws_count = MIN(ARR_LEN(starters), n_regs);
 536         workset_clear(ws);
 537         workset_bulk_fill(ws, ws_count, starters);
 538
 539         /* spill phis (the actual phis not just their values) that are in this block
 540          * but not in the start workset */
 541         len = ARR_LEN(starters);
 542         for (i = ws_count; i < len; ++i) {
 543                 ir_node *node = starters[i].node;
 544                 if (! is_Phi(node) || get_nodes_block(node) != block)
 545                         continue;
 546
 547                 DBG((dbg, DBG_START, "    spilling phi %+F\n", node));
 548                 be_spill_phi(senv, node);
 549         }
 550
 551         DEL_ARR_F(starters);
 552
 553 #if 0
 554         /* determine reloaded status of the values: If there's 1 pred block (which
 555          * is no backedge) where the value is reloaded then we must set it to
 556          * reloaded here. We place spills in all pred where the value was not yet
 557          * reloaded to be sure we have a spill on each path */
 558         n_pred_worksets = 0;
 559         arity           = get_irn_arity(block);
 560         pred_worksets   = alloca(sizeof(pred_worksets[0]) * arity);
 561         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 562                 ir_node      *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, i);
 563                 block_info_t *pred_info  = get_block_info(pred_block);
 564                 if(pred_info == NULL)
 565                         continue;
 566
 567                 pred_worksets[n_pred_worksets] = pred_info->end_workset;
 568                 ++n_pred_worksets;
 569         }
 570
 571         for(i = 0; i < ws_count; ++i) {
 572                 loc_t   *loc   = &ws->vals[i];
 573                 ir_node *value = loc->node;
 574                 int      reloaded;
 575                 int      n;
 576
 577                 /* phis from this block aren't reloaded */
 578                 if(get_nodes_block(value) == block) {
 579                         assert(is_Phi(value));
 580                         loc->reloaded = value_not_reloaded;
 581                         continue;
 582                 }
 583
 584                 /* was the value reloaded on any of the other inputs */
 585                 reloaded = 0;
 586                 arity    = get_Block_n_cfgpreds(block);
 587                 for(n = 0; n < n_pred_worksets; ++n) {
 588                         workset_t *pred_workset = pred_worksets[n];
 589                         int        p_len        = workset_get_length(pred_workset);
 590                         int        p;
 591
 592                         for(p = 0; p < p_len; ++p) {
 593                                 loc_t *l = &pred_workset->vals[p];
 594                                 if(l->node == value) {
 595                                         if(l->reloaded) {
 596                                                 reloaded = 1;
 597                                         }
 598                                         break;
 599                                 }
 600                         }
 601                         if(p >= p_len) {
 602                                 reloaded = 1;
 603                                 break;
 604                         }
 605                 }
 606         }
 607 #endif
 608 }
 609
 610 /**
 611  * For the given block @p block, decide for each values
 612  * whether it is used from a register or is reloaded
 613  * before the use.
 614  */
 615 static void belady(ir_node *block)
 616 {
 617         workset_t       *new_vals;
 618         ir_node         *irn;
 619         int              iter;
 620         block_info_t    *block_info;
 621         int              i, arity;
 622         int              has_backedges = 0;
 623         //int              first         = 0;
 624         const ir_edge_t *edge;
 625
 626         /* no need to process a block twice */
 627         if(get_block_info(block) != NULL) {
 628                 return;
 629         }
 630
 631         /* check if all predecessor blocks are processed yet (though for backedges
 632          * we have to make an exception as we can't process them first) */
 633         arity = get_Block_n_cfgpreds(block);
 634         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 635                 ir_node      *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, i);
 636                 block_info_t *pred_info  = get_block_info(pred_block);
 637
 638                 if(pred_info == NULL) {
 639                         /* process predecessor first (it will be in the queue already) */
 640                         if(!is_backedge(block, i)) {
 641                                 return;
 642                         }
 643                         has_backedges = 1;
 644                 }
 645         }
 646         (void) has_backedges;
 647         if(arity == 0) {
 648                 workset_clear(ws);
 649         } else if(arity == 1) {
 650                 ir_node      *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, 0);
 651                 block_info_t *pred_info  = get_block_info(pred_block);
 652
 653                 assert(pred_info != NULL);
 654                 workset_copy(ws, pred_info->end_workset);
 655         } else {
 656                 /* we need 2 heuristics here, for the case when all predecessor blocks
 657                  * are known and when some are backedges (and therefore can't be known
 658                  * yet) */
 659                 compute_live_ins(block);
 660         }
 661
 662         DBG((dbg, DBG_DECIDE, "\n"));
 663         DBG((dbg, DBG_DECIDE, "Decide for %+F\n", block));
 664
 665         block_info = new_block_info();
 666         set_block_info(block, block_info);
 667
 668         DBG((dbg, DBG_WSETS, "Start workset for %+F:\n", block));
 669         workset_foreach(ws, irn, iter) {
 670                 DBG((dbg, DBG_WSETS, "  %+F (%u)\n", irn,
 671                      workset_get_time(ws, iter)));
 672         }
 673
 674         block_info->start_workset = workset_clone(ws);
 675
 676         /* process the block from start to end */
 677         DBG((dbg, DBG_WSETS, "Processing...\n"));
 678         ir_nodeset_init(&used);
 679         instr_nr = 0;
 680         /* TODO: this leaks (into the obstack)... */
 681         new_vals = new_workset();
 682
 683         sched_foreach(block, irn) {
 684                 int i, arity;
 685                 assert(workset_get_length(ws) <= n_regs);
 686
 687                 /* Phis are no real instr (see insert_starters()) */
 688                 if (is_Phi(irn)) {
 689                         continue;
 690                 }
 691                 DBG((dbg, DBG_DECIDE, "  ...%+F\n", irn));
 692
 693                 /* set instruction in the workset */
 694                 instr = irn;
 695
 696                 /* allocate all values _used_ by this instruction */
 697                 workset_clear(new_vals);
 698                 for(i = 0, arity = get_irn_arity(irn); i < arity; ++i) {
 699                         ir_node *in = get_irn_n(irn, i);
 700                         if (!arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, in))
 701                                 continue;
 702
 703                         /* (note that reloaded_value is irrelevant here) */
 704                         workset_insert(new_vals, in, 0);
 705                 }
 706                 displace(new_vals, 1);
 707
 708                 /* allocate all values _defined_ by this instruction */
 709                 workset_clear(new_vals);
 710                 if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
 711                         const ir_edge_t *edge;
 712
 713                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 714                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 715                                 if (!arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, proj))
 716                                         continue;
 717                                 workset_insert(new_vals, proj, 0);
 718                         }
 719                 } else {
 720                         if (!arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, irn))
 721                                 continue;
 722                         workset_insert(new_vals, irn, 0);
 723                 }
 724                 displace(new_vals, 0);
 725
 726                 instr_nr++;
 727         }
 728         ir_nodeset_destroy(&used);
 729
 730         /* Remember end-workset for this block */
 731         block_info->end_workset = workset_clone(ws);
 732         DBG((dbg, DBG_WSETS, "End workset for %+F:\n", block));
 733         workset_foreach(ws, irn, iter)
 734                 DBG((dbg, DBG_WSETS, "  %+F (%u)\n", irn,
 735                      workset_get_time(ws, iter)));
 736
 737         /* add successor blocks into worklist */
 738         foreach_block_succ(block, edge) {
 739                 ir_node *succ = get_edge_src_irn(edge);
 740                 pdeq_putr(worklist, succ);
 741         }
 742 }
 743
 744 /**
 745  * 'decide' is block-local and makes assumptions
 746  * about the set of live-ins. Thus we must adapt the
 747  * live-outs to the live-ins at each block-border.
 748  */
 749 static void fix_block_borders(ir_node *block, void *data)
 750 {
 751         workset_t    *start_workset;
 752         int           arity;
 753         int           i;
 754         int           iter;
 755         (void) data;
 756
 757         DBG((dbg, DBG_FIX, "\n"));
 758         DBG((dbg, DBG_FIX, "Fixing %+F\n", block));
 759
 760         start_workset = get_block_info(block)->start_workset;
 761
 762         /* process all pred blocks */
 763         arity = get_irn_arity(block);
 764         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 765                 ir_node   *pred = get_Block_cfgpred_block(block, i);
 766                 workset_t *pred_end_workset = get_block_info(pred)->end_workset;
 767                 ir_node   *node;
 768
 769                 DBG((dbg, DBG_FIX, "  Pred %+F\n", pred));
 770
 771                 /* spill all values not used anymore */
 772                 workset_foreach(pred_end_workset, node, iter) {
 773                         ir_node *n2;
 774                         int      iter2;
 775                         int      found = 0;
 776                         workset_foreach(start_workset, n2, iter2) {
 777                                 if(n2 == node) {
 778                                         found = 1;
 779                                         break;
 780                                 }
 781                                 /* note that we do not look at phi inputs, becuase the values
 782                                  * will be either live-end and need no spill or
 783                                  * they have other users in which must be somewhere else in the
 784                                  * workset */
 785                         }
 786
 787 #if 0
 788                         if(!found && be_is_live_out(lv, pred, node)
 789                                         && !pred_end_workset->vals[iter].reloaded) {
 790                                 ir_node *insert_point
 791                                         = be_get_end_of_block_insertion_point(pred);
 792                                 DBG((dbg, DBG_SPILL, "Spill %+F before %+F\n", node,
 793                                      insert_point));
 794                                 be_add_spill(senv, node, insert_point);
 795                         }
 796 #endif
 797                 }
 798
 799                 /* reload missing values in predecessors */
 800                 workset_foreach(start_workset, node, iter) {
 801                         /* if node is a phi of the current block we reload
 802                          * the corresponding argument, else node itself */
 803                         if(is_Phi(node) && block == get_nodes_block(node)) {
 804                                 node = get_irn_n(node, i);
 805
 806                                 /* we might have unknowns as argument for the phi */
 807                                 if(!arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, node))
 808                                         continue;
 809                         }
 810
 811                         /* check if node is in a register at end of pred */
 812                         if(workset_contains(pred_end_workset, node))
 813                                 continue;
 814
 815                         /* node is not in memory at the end of pred -> reload it */
 816                         DBG((dbg, DBG_FIX, "    reload %+F\n", node));
 817                         DBG((dbg, DBG_SPILL, "Reload %+F before %+F,%d\n", node, block, i));
 818                         be_add_reload_on_edge(senv, node, block, i, cls, 1);
 819                 }
 820         }
 821 }
 822
 823 static void be_spill_belady(be_irg_t *birg, const arch_register_class_t *rcls)
 824 {
 825         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 826
 827         be_liveness_assure_sets(be_assure_liveness(birg));
 828
 829         /* construct control flow loop tree */
 830         if(! (get_irg_loopinfo_state(irg) & loopinfo_cf_consistent)) {
 831                 construct_cf_backedges(irg);
 832         }
 833
 834         be_clear_links(irg);
 835
 836         /* init belady env */
 837         obstack_init(&obst);
 838         arch_env = birg->main_env->arch_env;
 839         cls      = rcls;
 840         lv       = be_get_birg_liveness(birg);
 841         n_regs   = cls->n_regs - be_put_ignore_regs(birg, cls, NULL);
 842         ws       = new_workset();
 843         uses     = be_begin_uses(irg, lv);
 844         loop_ana = be_new_loop_pressure(birg);
 845         senv     = be_new_spill_env(birg);
 846         worklist = new_pdeq();
 847
 848         pdeq_putr(worklist, get_irg_start_block(irg));
 849
 850         while(!pdeq_empty(worklist)) {
 851                 ir_node *block = pdeq_getl(worklist);
 852                 belady(block);
 853         }
 854         /* end block might not be reachable in endless loops */
 855         belady(get_irg_end_block(irg));
 856
 857         del_pdeq(worklist);
 858
 859         /* belady was block-local, fix the global flow by adding reloads on the
 860          * edges */
 861         irg_block_walk_graph(irg, fix_block_borders, NULL, NULL);
 862
 863         /* Insert spill/reload nodes into the graph and fix usages */
 864         be_insert_spills_reloads(senv);
 865
 866         /* clean up */
 867         be_delete_spill_env(senv);
 868         be_end_uses(uses);
 869         be_free_loop_pressure(loop_ana);
 870         obstack_free(&obst, NULL);
 871 }
 872
 873 void be_init_spillbelady(void)
 874 {
 875         static be_spiller_t belady_spiller = {
 876                 be_spill_belady
 877         };
 878
 879         be_register_spiller("belady", &belady_spiller);
 880         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.spill.belady");
 881 }
 882
 883 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_spillbelady);