adapted (some parts) to abi changes
[libfirm] / ir / be / beraextern.c
index a02954b..922235e 100644 (file)
@@ -6,74 +6,50 @@
  *
  * Implementation of the RA-Interface for an external, (non-SSA) register allocator.
  *
- * The external register allocator is a program taking 2 arguments:
- *   1) An input file in which the cfg is defined
- *   2) An output file containing the essential actions performed during allocation
+ * The external register allocator is a program:
+ *    PROG -i INPUTFILE -o OUTPUTFILE
+ *
+ *   1) Input file defines the interference graph
+ *   2) Output file contains the instructions to perform
  *
 
 
 The input file format
 ----------------------
 
-inputfile      ::= regs cfg .
-
-regs           ::= 'regs' regcount 'saved-by-caller' reg-list 'saved-by-callee' reg-list .                                             // Anzahl der register (0..regcount-1), die zur Verfuegung stehen
-
-reg-list       ::= reg-nr
-                         | reg-nr reg-list
+inputfile      ::= regs nodes interf affinities .
 
-cfg                    ::= 'cfg' ident '{' block* edge* '}' .          // Steuerflussgraph der Prozedur
+regs           ::= 'regs' regcount .                                           // Anzahl der register (0..regcount-1), die zur Verfuegung stehen
 
-block          ::= 'block' block-nr '{' insn* '}' .            // Grundblock im cfg versehen mit einer nummer
+nodes          ::= 'nodes' '{' node* '}' .                                     // All nodes in the graph
 
-edge           ::= 'cf-edge' block-nr block-nr .                       // Steuerflusskante src-->tgt
+node           ::= node-info
+                         | node-info '<' reg-nr '>' .                          // Reg-nr is present in case of constraints
 
-insn           ::= gen-insn                                                            // Befehl in einem block
-                         | copy-insn .
+node-info      ::= node-nr spill-costs .
 
-gen-insn       ::= 'insn' insn-nr '{' uses defs '}' .
-copy-insn      ::= 'copy' insn-nr '{' uses defs '}' .
-call-insn      ::= 'call' insn-nr '{' uses defs '}' .
+interf         ::= 'interferences' '{' i-edge* '}' .           // Interference edges of the graph
 
-defs           ::= 'def' var-list .                                            // Liste der definierten/verwendeten Variablen
-uses           ::= 'use' var-list .
+i-edge         ::= '(' node-nr ',' node-nr ')' .
 
-var-list       ::= var-ref
-                         | var-ref var-list .
+affinities     ::= 'affinities' '{' a-edge* '}' .                      // Affinity edges of the graph
 
-var-ref                ::= var-nr
-                         | var-nr '<' reg-nr '>' .                                     // reg-nr gibt register constraint an.
+a-edge         ::= '(' node-nr ',' node-nr ',' weight ')' .
 
 
-ident          ::= non-whitespace-char* .
-regcount, block-nr, insn-nr, reg-nr, var-nr ::= integer .
-
+weight, regcount, node-nr ::= int32 .
+spill-costs ::= int32 .                                                                        // negative spill costs indicate unspillable
 
 The output file format
 -----------------------
 
-outputfile     ::= action* assign*.
-
-action         ::= 'spill'  loc var-nr                                 // insert a spill    spill(var-nr);
-                         | 'reload' loc new-var-nr  var-nr             // insert a reload   new-var-nr := reload(var-nr);
-                         | 'setarg' insn-nr pos var-nr                 // change a usage to insn(..., var-nr, ...)  (equals set_irn_n)
-                         | 'copy'   loc var-nr var-nr                  // insert a copy     var-nr[1] := var-nr[2];
+outputfile     ::= spills | allocs .
 
-assign         ::= 'assign' var-nr reg-nr .                    // assign var-nr the register reg-nr
+spills         ::= 'spills' node-nr+ .
 
-loc                    ::= 'before' insn-nr
-                         | 'after'  insn-nr .
-
-
-Constraints for output file
----------------------------
-1) The returned actions must result in a non-ssa-program
-   equivalent to the former input.
-2) All names (numbers) must be defined before their first use.
-   Numbers already occuring in the input file are implicitly defined in the output file.
-3) All spills of a variable must precede the first reload of this variable
-4) Each reload must define a new variable name
+allocs         ::= 'allocs' alloc* .
 
+alloc          ::= node-nr reg-nr .
 
 
 ******** End of file format docu ********/
@@ -90,6 +66,7 @@ Constraints for output file
 
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
+#include <limits.h>
 #ifdef WITH_LIBCORE
 #include <libcore/lc_opts.h>
 #include <libcore/lc_opts_enum.h>
@@ -104,6 +81,7 @@ Constraints for output file
 #include "irnode_t.h"
 #include "irgraph_t.h"
 #include "irgwalk.h"
+#include "iredges_t.h"
 #include "irdom_t.h"
 #include "phiclass.h"
 
@@ -113,6 +91,9 @@ Constraints for output file
 #include "beirgmod.h"
 #include "besched.h"
 #include "beutil.h"
+#include "belive_t.h"
+
+#define DBG_LEVEL 2
 
 typedef struct _var_info_t var_info_t;
 
@@ -120,14 +101,16 @@ typedef struct _var_info_t var_info_t;
  * Environment with all the needed stuff
  */
 typedef struct _be_raext_env_t {
+       firm_dbg_module_t *dbg;
        arch_env_t *aenv;
        const arch_register_class_t *cls;
        ir_graph *irg;
        dom_front_info_t *dom_info;
 
-       FILE *f;                /**< file handle used for out- and input file */
-       set *vars;              /**< contains all var_info_t */
-       pmap *nodes;    /**< maps nodes numbers (int) to the node (ir_node*) having that node_nr */
+       FILE *f;                                /**< file handle used for out- and input file */
+       set *vars;                              /**< contains all var_info_t */
+       int n_cls_vars;                 /**< length of the array cls_vars */
+       var_info_t **cls_vars;  /**< only the var_infos for current cls. needed for double iterating */
 } be_raext_env_t;
 
 
@@ -147,7 +130,6 @@ typedef struct _be_raext_env_t {
 #define pset_foreach(pset, irn)  for(irn=pset_first(pset); irn; irn=pset_next(pset))
 #define set_foreach(set, e)  for(e=set_first(set); e; e=set_next(set))
 
-
 /**
  * Checks if _the_ result of the irn belongs to the
  * current register class (raenv->cls)
@@ -155,33 +137,105 @@ typedef struct _be_raext_env_t {
  */
 #define is_res_in_reg_class(irn) arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls)
 
+static INLINE ir_node *get_first_non_phi(pset *s) {
+       ir_node *irn;
+
+       pset_foreach(s, irn)
+               if (!is_Phi(irn)) {
+                       pset_break(s);
+                       return irn;
+               }
 
-/**
- * Checks if the irn uses or defines values of the
- * current register class (raenv->cls)
- */
-static INLINE int is_sth_in_reg_class(be_raext_env_t *raenv, const ir_node *irn) {
-       int max, i;
-
-       /* check arguments */
-       for (i=0, max=get_irn_arity(irn); i<max; ++i)
-               if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, get_irn_n(irn, i), -1, raenv->cls))
-                       return 1;
-
-       /* check result(s) */
-       if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
-               ir_node *proj;
-               for (proj = sched_next(irn); is_Proj(proj); proj = sched_next(proj))
-                       if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, proj, -1, raenv->cls))
-                               return 1;
-               return 0;
-       } else {
-               return arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls);
+       assert(0 && "There must be a non-phi-irn in this");
+       return NULL;
+}
+
+static INLINE ir_node *get_first_phi(pset *s) {
+       ir_node *irn;
+
+       pset_foreach(s, irn)
+               if (is_Phi(irn)) {
+                       pset_break(s);
+                       return irn;
+               }
+
+       assert(0 && "There must be a phi in this");
+       return NULL;
+}
+
+static int get_loop_weight(ir_node *irn) {
+       int cost = 0;
+       ir_loop *loop = get_irn_loop(get_nodes_block(irn));
+
+       if (loop) {
+               int d = get_loop_depth(loop);
+               cost = d*d;
+       }
+       return cost+1;
+}
+
+#define get_const_weight(irn) (1)
+
+#define get_spill_weight(irn)    get_loop_weight(irn)
+#define get_reload_weight(irn)   get_loop_weight(irn)
+#define get_affinity_weight(irn) get_loop_weight(irn)
+
+/******************************************************************************
+    _____                _            _____            _
+   / ____|              | |          / ____|          (_)
+  | |     ___  _ __  ___| |_ _ __   | |     ___  _ __  _  ___  ___
+  | |    / _ \| '_ \/ __| __| '__|  | |    / _ \| '_ \| |/ _ \/ __|
+  | |___| (_) | | | \__ \ |_| |     | |___| (_) | |_) | |  __/\__ \
+   \_____\___/|_| |_|___/\__|_|      \_____\___/| .__/|_|\___||___/
+                                                | |
+                                                |_|
+ *****************************************************************************/
+
+static void handle_constraints_walker(ir_node *irn, void *env) {
+       be_raext_env_t *raenv = env;
+       arch_register_req_t req;
+       int pos, max;
+
+       /* handle output constraints
+        * user -> irn    becomes    user -> cpy -> irn
+        */
+       arch_get_register_req(raenv->aenv, &req, irn, -1);
+       if (arch_register_req_is(&req, limited)) {
+               ir_node *cpy = be_new_Copy(req.cls, raenv->irg, get_nodes_block(irn), irn);
+               const ir_edge_t *edge;
+
+               /* all users of the irn use the copy instead */
+               sched_add_after(irn, cpy);
+               foreach_out_edge(irn, edge)
+                       set_irn_n(edge->src, edge->pos, cpy);
        }
 
-       assert(0 && "Where did you come from???");
+
+       /* handle input constraints by converting them into output constraints
+        * of copies of the former argument
+        * irn -> arg   becomes  irn -> copy -> arg
+     */
+       for (pos = 0, max = get_irn_arity(irn); pos<max; ++pos) {
+               arch_get_register_req(raenv->aenv, &req, irn, pos);
+               if (arch_register_req_is(&req, limited)) {
+                       ir_node *arg = get_irn_n(irn, pos);
+                       ir_node *cpy = be_new_Copy(req.cls, raenv->irg, get_nodes_block(irn), arg);
+
+                       /* use the copy instead */
+                       sched_add_before(irn, cpy);
+                       set_irn_n(irn, pos, cpy);
+
+                       /* set an out constraint for the copy */
+                       be_set_constr_limited(cpy, -1, &req);
+               }
+       }
 }
 
+static void handle_constraints(be_raext_env_t *raenv) {
+       irg_block_walk_graph(raenv->irg, NULL, handle_constraints_walker, raenv);
+}
+
+
 /******************************************************************************
      _____ _____              _____            _
     / ____/ ____|  /\        |  __ \          | |
@@ -306,7 +360,8 @@ static void ssa_destr_simple(be_raext_env_t *raenv) {
 
 static void ssa_destr_rastello(be_raext_env_t *raenv) {
        assert(0 && "NYI");
-       /* TODO
+       exit(0xDeadBeef);
+       /*
        phi_class_compute(raenv->irg);
        irg_block_walk_graph(irg, ssa_destr_rastello, NULL, &raenv);
        */
@@ -322,18 +377,15 @@ static void ssa_destr_rastello(be_raext_env_t *raenv) {
  *****************************************************************************/
 
 /**
- * This struct maps a variable (nr) to
- *  1) the values belonging to this variable
- *  2) the spills of this variable
+ * This struct maps a variable (nr) to the values belonging to this variable
  */
 struct _var_info_t {
-       int var_nr;             /* the key for comparesion */
+       int var_nr;             /* the key */
        pset *values;   /* the ssa-values belonging to this variable */
-       pset *spills;   /* the spills of this variable */
-       pset *reloads;  /* the relaods of this variable */
-       unsigned reload_phase:1;        /* 0 initially, 1 if a reload of this var has been inserted */
 };
 
+#define SET_REMOVED -1
+
 /**
  * The link field of an irn points to the var_info struct
  * representing the corresponding variable.
@@ -341,19 +393,15 @@ struct _var_info_t {
 #define set_var_info(irn, vi)                          set_irn_link(irn, vi)
 #define get_var_info(irn)                                      ((var_info_t *)get_irn_link(irn))
 
-/* TODO insn-nr handling if ext defines new ones */
-#define pmap_insert_sth(pmap, key, val)        pmap_insert(pmap, (void *)key, (void *)val)
-#define pmap_get_sth(pmap, key)                        pmap_get(pmap, (void *)key)
-
-
 #define HASH_VAR_NR(var_nr) var_nr
 
-
-
 static int compare_var_infos(const void *e1, const void *e2, size_t size) {
        const var_info_t *v1 = e1;
        const var_info_t *v2 = e2;
 
+       if (v1->var_nr == SET_REMOVED || v2->var_nr == SET_REMOVED)
+               return 1;
+
        return v1->var_nr != v2->var_nr;
 }
 
@@ -371,11 +419,8 @@ static INLINE var_info_t *var_find_or_insert(set *vars, int var_nr) {
 
        found = set_insert(vars, &vi, sizeof(vi), HASH_VAR_NR(var_nr));
 
-       if (!found->values) {
+       if (!found->values)
                found->values  = pset_new_ptr(1);
-               found->spills  = pset_new_ptr(1);
-               found->reloads = pset_new_ptr(1);
-       }
 
        return found;
 }
@@ -395,79 +440,12 @@ static INLINE var_info_t *var_add_value(be_raext_env_t *raenv, int var_nr, ir_no
        return vi;
 }
 
-/**
- * Adds a spill to a variable. Sets all pointers accordingly.
- */
-static INLINE var_info_t *var_add_spill(be_raext_env_t *raenv, int var_to_spill, ir_node *before) {
-       var_info_t *vi = var_find_or_insert(raenv->vars, var_to_spill);
-       ir_node *blk, *tospill, *spill;
-
-       assert(pset_count(vi->values) && "There are no values associated to this variable (yet?)");
-       assert(!vi->reload_phase && "I have already seen a reload for this variable, so you cant spill anymore!");
-
-       /* add spill to graph and schedule */
-       blk     = get_nodes_block(before);
-       tospill = dom_up_search(vi->values, before); /* which value gets spilled */
-       spill   = be_new_Spill(raenv->cls, raenv->irg, blk, tospill, tospill); /* the corresponding spill node */
-
-       sched_add_before(before, spill);
-
-       /* the spill also points to the var_info of the spilled node */
-       set_var_info(spill, vi);
-
-       /* remember the spill */
-       pset_insert_ptr(vi->spills, spill);
-
-       return vi;
-}
-
-/**
- * Adds a reload to a variable. Sets all pointers accordingly.
- */
-static INLINE var_info_t *var_add_reload(be_raext_env_t *raenv, int var_to_reload, int var_nr_for_reload, ir_node *before) {
-       var_info_t *vi = var_find_or_insert(raenv->vars, var_to_reload);
-       ir_node *blk, *spill, *reload;
-
-       assert(pset_count(vi->spills) && "There are no spills associated to this variable (yet?)");
-       /* now we enter the reload phase, so no more spills are allowed */
-       vi->reload_phase = 1;
-
-       /* add reload to graph and schedule */
-       blk    = get_nodes_block(before);
-       spill  = pset_first(vi->spills); /* For now use an arbitrary spill node. This is corrected later in fix_reloads */
-       pset_break(vi->spills);
-       reload = be_new_Reload(raenv->cls, raenv->irg, blk, get_irn_mode(get_irn_n(spill, 0)), spill);
-
-       sched_add_before(before, reload);
-
-       /* create a new variable for the result of the reload */
-       assert(!var_find(raenv->vars, var_nr_for_reload) && "Each reload must define a new variable");
-       var_add_value(raenv, var_nr_for_reload, reload);
-
-       /* remember the reload */
-       pset_insert_ptr(vi->reloads, reload);
-
-       return vi;
-}
-
 static INLINE pset *get_var_values(be_raext_env_t *raenv, int var_nr) {
        var_info_t *vi = var_find(raenv->vars, var_nr);
-       assert(vi && "Variable does not (yet?) exist");
+       assert(vi && "Variable does not exist");
        return vi->values;
 }
 
-static INLINE pset *get_var_spills(be_raext_env_t *raenv, int var_nr) {
-       var_info_t *vi = var_find(raenv->vars, var_nr);
-       assert(vi && "Variable does not (yet?) exist");
-       return vi->spills;
-}
-
-static INLINE pset *get_var_reloads(be_raext_env_t *raenv, int var_nr) {
-       var_info_t *vi = var_find(raenv->vars, var_nr);
-       assert(vi && "Variable does not (yet?) exist");
-       return vi->reloads;
-}
-
 /**
  * Define variables (numbers) for all SSA-values.
  * All values in a phi class get assigned the same variable name.
@@ -475,325 +453,230 @@ static INLINE pset *get_var_reloads(be_raext_env_t *raenv, int var_nr) {
  */
 static void values_to_vars(ir_node *irn, void *env) {
        be_raext_env_t *raenv = env;
-       ir_node *n;
        int nr;
        pset *vals;
 
+       if(arch_get_irn_reg_class(raenv->aenv, irn, -1) == NULL)
+               return;
+
        vals = get_phi_class(irn);
 
-       if (!vals) {
+       if (vals) {
+               nr = get_irn_node_nr(get_first_phi(vals));
+       } else {
                /* not a phi class member, value == var */
+               nr = get_irn_node_nr(irn);
                vals = pset_new_ptr(1);
                pset_insert_ptr(vals, irn);
        }
 
        /* values <--> var mapping */
-       n = pset_first(vals);
-       nr = get_irn_node_nr(n);
-       for (; n; n=pset_next(vals))
-               var_add_value(raenv, nr, n);
+       pset_foreach(vals, irn) {
+               DBG((raenv->dbg, 0, "Var %d contains %+F\n", nr, irn));
+               var_add_value(raenv, nr, irn);
+       }
 }
 
+
 /******************************************************************************
-                         _         _____                 _ _
-       /\               | |       |  __ \               | | |
-      /  \   _ __  _ __ | |_   _  | |__) |___  ___ _   _| | |_
-     / /\ \ | '_ \| '_ \| | | | | |  _  // _ \/ __| | | | | __|
-    / ____ \| |_) | |_) | | |_| | | | \ \  __/\__ \ |_| | | |_
-   /_/    \_\ .__/| .__/|_|\__, | |_|  \_\___||___/\__,_|_|\__|
-            | |   | |       __/ |
-            |_|   |_|      |___/
+    _____
+   |  __ \
+   | |  | |_   _ _ __ ___  _ __   ___ _ __
+   | |  | | | | | '_ ` _ \| '_ \ / _ \ '__|
+   | |__| | |_| | | | | | | |_) |  __/ |
+   |_____/ \__,_|_| |_| |_| .__/ \___|_|
+                          | |
+                          |_|
  *****************************************************************************/
 
-#define INVALID_FILE_FORMAT assert(0 && "Invalid file format.")
-
-static INLINE int is_before(const char *s, size_t len) {
-       if (!strncmp(s, "before", len))
-               return 1;
-       if (!strncmp(s, "after", len))
-               return 0;
-       INVALID_FILE_FORMAT;
-       return -1;
-}
 
-static void fix_reloads(be_raext_env_t *raenv) {
+static void extract_vars_of_cls(be_raext_env_t *raenv) {
+       int count = 0;
        var_info_t *vi;
+
+       raenv->cls_vars = malloc(set_count(raenv->vars) * sizeof(*raenv->cls_vars));
+       assert(raenv->cls_vars);
+
        set_foreach(raenv->vars, vi)
-               be_introduce_copies_pset(raenv->dom_info, vi->spills);
+               if (is_res_in_reg_class(get_first_non_phi(vi->values)))
+                       raenv->cls_vars[count++] = vi;
+
+       raenv->cls_vars = realloc(raenv->cls_vars, count * sizeof(*raenv->cls_vars));
+       assert(raenv->cls_vars);
+
+       raenv->n_cls_vars = count;
 }
 
+
 /**
- * Read in the actions performed by the external allocator.
- * Apply these transformations to the irg.
+ * Check if node irn has a limited-constraint at position pos.
+ * If yes, dump it to FILE raenv->f
  */
-static void read_and_apply_results(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
-       FILE *f;
-       var_info_t *vi;
-       int phase=0;
+static INLINE void dump_constraint(be_raext_env_t *raenv, ir_node *irn, int pos) {
+       bitset_t *bs = bitset_alloca(raenv->cls->n_regs);
+       arch_register_req_t req;
 
-       if (!(f = fopen(filename, "rt"))) {
-               fprintf(stderr, "Could not open file %s for reading\n", filename);
-               exit(0xdeadbeef);
+       arch_get_register_req(raenv->aenv, &req, irn, pos);
+       if (arch_register_req_is(&req, limited)) {
+               int reg_nr;
+               req.limited(req.limited_env, bs);
+               reg_nr = bitset_next_set(bs, 0);
+               fprintf(raenv->f, "<%d>", reg_nr);
+               assert(-1 == bitset_next_set(bs, reg_nr+1) && "Constraints with more than 1 possible register are not supported");
        }
-       raenv->f = f;
-
-
-
-       /* parse the file */
-       while (phase == 0) {
-               int loc, var_use_ident, var_def_ident, pos;
-               char where[16];
+}
 
-               /* handle a spill */
-               if (fscanf(f, " spill %6s %d %d ", &where, &loc, &var_use_ident) == 3) {
+#define UNSPILLABLE -1
 
-                       /* determine the node to insert the spill before */
-                       ir_node *anchor = pmap_get_sth(raenv->nodes, loc);
-                       assert(anchor && "insn-nr does not exist");
-                       if (!is_before(where, sizeof(where)))
-                               anchor = sched_next(anchor);
+static INLINE int get_spill_costs(be_raext_env_t *raenv, var_info_t *vi) {
+       ir_node *irn;
+       int c_spills=0, c_reloads=0;
 
-                       var_add_spill(raenv, var_use_ident, anchor);
+       pset_foreach(vi->values, irn) {
+               if (arch_irn_is_ignore(raenv->aenv, irn) || be_is_Reload(irn)) {
+                       pset_break(vi->values);
+                       return UNSPILLABLE;
                }
 
-               /* handle a reload */
-               else if (fscanf(f, " reload %s %d %d %d ", &where, &loc, &var_def_ident, &var_use_ident) == 4) {
-
-                       /* determine the node to insert the spill before */
-                       ir_node *anchor = pmap_get_sth(raenv->nodes, loc);
-                       assert(anchor && "insn-nr does not exist");
-                       if (!is_before(where, sizeof(where)))
-                               anchor = sched_next(anchor);
-
-                       var_add_reload(raenv, var_use_ident, var_def_ident, anchor);
+               if (is_Phi(irn)) {
+                       /* number of reloads is the number of non-phi uses of all values of this var */
+                       const ir_edge_t *edge;
+                       foreach_out_edge(irn, edge)
+                               if (!is_Phi(edge->src))
+                                       c_reloads += get_reload_weight(edge->src);
+               } else {
+                       /* number of spills is the number of non-phi values for this var */
+                       c_spills += get_spill_weight(irn);
                }
+       }
 
-               /* handle a set_irn_n */
-               else if (fscanf(f, " setarg %d %d %d ", &loc, &pos, &var_use_ident) == 3) {
-                       ir_node *to_change, *new_arg;
-                       var_info_t *vi = var_find(raenv->vars, var_use_ident);
-                       assert(vi && vi->values && "New argument does not exist");
+       return c_spills + c_reloads;
+}
 
-                       to_change = pmap_get_sth(raenv->nodes, loc);
-                       assert(to_change && "insn-nr does not exist");
+static void dump_nodes(be_raext_env_t *raenv) {
+       FILE *f = raenv->f;
+       int i;
 
-                       new_arg = dom_up_search(vi->values, to_change);
-                       set_irn_n(to_change, pos, new_arg);
-               }
+       fprintf(f, "\nnodes {\n");
 
-               /* handle a copy insertion */
-               else if (fscanf(f, " copy %s %d %d %d ", &where, &loc, &var_def_ident, &var_use_ident) == 4) {
-                       /* TODO
-                               Ziel der Kopie ist Variable die bereits existiert
-                               Ziel der Kopie ist eine neue Variable
-                       */
-               }
+       for (i=0; i<raenv->n_cls_vars; ++i) {
+               var_info_t *vi = raenv->cls_vars[i];
 
-               else
-                       phase++;
-       }
+               if (vi->var_nr == SET_REMOVED)
+                       continue;
 
-       fix_reloads(raenv);
+               fprintf(f, "%d %d", vi->var_nr, get_spill_costs(raenv, vi));
+               dump_constraint(raenv, get_first_non_phi(vi->values), -1);
+               fprintf(f, "\n");
+       }
 
-       while (phase == 1) {
-               int var_use_ident, reg_nr;
+       fprintf(f, "}\n");
+       fflush(f);
+}
 
-               /* assign register */
-               if (fscanf(f, " assign %d %d ", &var_use_ident, &reg_nr) == 2) {
-                       pset *vals = get_var_values(raenv, var_use_ident);
-                       ir_node *irn;
 
-                       assert(vals && "Variable does not (yet?) exist!");
-                       pset_foreach(vals, irn)
-                               arch_set_irn_register(raenv->aenv, irn, arch_register_for_index(raenv->cls, var_use_ident));
-               }
-               else
-                       phase++;
-       }
+static void dump_interferences(be_raext_env_t *raenv) {
+       int i,o;
+       var_info_t *vi1, *vi2;
+       ir_node *irn1, *irn2;
+       FILE *f = raenv->f;
 
-       if (!feof(f))
-               INVALID_FILE_FORMAT;
+       fprintf(f, "\ninterferences {\n");
 
-       fclose(f);
+       for (i=0; i<raenv->n_cls_vars; ++i) {
+               vi1 = raenv->cls_vars[i];
 
-       /* Free the psets held in the variable-infos */
-       set_foreach(raenv->vars, vi) {
-               del_pset(vi->values);
-               del_pset(vi->spills);
-               del_pset(vi->reloads);
-       }
-}
+               if (vi1->var_nr == SET_REMOVED)
+                       continue;
 
-/******************************************************************************
-    _____
-   |  __ \
-   | |  | |_   _ _ __ ___  _ __   ___ _ __
-   | |  | | | | | '_ ` _ \| '_ \ / _ \ '__|
-   | |__| | |_| | | | | | | |_) |  __/ |
-   |_____/ \__,_|_| |_| |_| .__/ \___|_|
-                          | |
-                          |_|
- *****************************************************************************/
+               for (o=i+1; o<raenv->n_cls_vars; ++o) {
+                       vi2 = raenv->cls_vars[o];
 
+                       if (vi2->var_nr == SET_REMOVED)
+                               continue;
 
-/**
- * Check if node irn has a limited-constraint at position pos.
- * If yes, dump it to FILE raenv->f
- */
-static INLINE void dump_constraint(be_raext_env_t *raenv, ir_node *irn, int pos) {
-       bitset_t *bs = bitset_alloca(raenv->cls->n_regs);
-       arch_register_req_t req;
+                       pset_foreach(vi1->values, irn1)
+                               pset_foreach(vi2->values, irn2)
+                                       if (values_interfere(irn1, irn2)) {
+                                               pset_break(vi1->values);
+                                               pset_break(vi2->values);
+                                               fprintf(f, "(%d, %d)\n", vi1->var_nr, vi2->var_nr);
+                                               goto NextVar;
+                                       }
 
-       arch_get_register_req(raenv->aenv, &req, irn, pos);
-       if (arch_register_req_is(&req, limited)) {
-               int reg_nr;
-               req.limited(req.limited_env, bs);
-               reg_nr = bitset_next_set(bs, 0);
-               fprintf(raenv->f, " <%d>", reg_nr);
-               assert(-1 == bitset_next_set(bs, reg_nr+1) && "Constraints with more than 1 possible register are not supported");
+NextVar: ;
+               }
        }
+       fprintf(f, "}\n");
 }
 
-
-/**
- * Dump all blocks and instructions in that block
- */
-static void dump_blocks(ir_node *blk, void *env) {
+static void dump_affinities_walker(ir_node *irn, void *env) {
        be_raext_env_t *raenv = env;
-       ir_node *irn;
-       FILE *f = raenv->f;
-       int nr = get_irn_node_nr(blk);
+       arch_register_req_t req;
+       int pos, max;
+       var_info_t *vi1, *vi2;
 
-       pmap_insert_sth(raenv->nodes, nr, blk);
+       if (arch_get_irn_reg_class(raenv->aenv, irn, -1) == NULL || arch_irn_is_ignore(raenv->aenv, irn))
+               return;
 
-       /* begin block scope */
-       fprintf(f, "\n");
-       fprintf(f, "  block %d {\n", nr);
+       vi1 = get_var_info(irn);
 
-       /* for each instruction */
-       for(irn=sched_first(blk); !sched_is_end(irn); irn=sched_next(irn)) {
-               int max, i;
-               int node_nr;
+       /* copies have affinities */
+       if (arch_irn_classify(raenv->aenv, irn) == arch_irn_class_copy) {
+               ir_node *other = get_irn_n(irn, be_pos_Copy_orig);
 
-               if (is_Phi(irn) || !is_sth_in_reg_class(raenv, irn))
-                       continue;
+               if (! arch_irn_is_ignore(raenv->aenv, other)) {
+                       vi2 = get_var_info(other);
 
-               /* kind of instruction */
-               if (arch_irn_classify(raenv->aenv, irn) == arch_irn_class_copy)
-                       fprintf(f, "    copy");
-               else if (arch_irn_classify(raenv->aenv, irn) == arch_irn_class_call)
-                       fprintf(f, "    call");
-               else
-                       fprintf(f, "    insn");
-
-               /* number */
-               node_nr = get_irn_node_nr(irn);
-               fprintf(f, " %ld {\n", node_nr);
-
-               pmap_insert_sth(raenv->nodes, node_nr, irn);
-
-
-               /*
-                * print all uses
-                */
-               fprintf(f, "      use");
-               for (i=0, max=get_irn_arity(irn); i<max; ++i) {
-                       ir_node *arg = get_irn_n(irn, i);
-                       if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, arg, -1, raenv->cls)) {
-                               fprintf(f, " %d", get_var_info(arg)->var_nr);
-                               dump_constraint(raenv, irn, i);
-                       }
+                       fprintf(raenv->f, "(%d, %d, %d)\n",  vi1->var_nr, vi2->var_nr, get_affinity_weight(irn));
                }
-               fprintf(f,"\n");
-
-               /*
-                * print all defs
-                */
-               fprintf(f, "      def");
-               /* special handling of projs */
-               if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
-                       for (irn = sched_next(irn); is_Proj(irn); irn = sched_next(irn))
-                               if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls)) {
-                                       fprintf(f, " %d", get_var_info(irn)->var_nr);
-                                       dump_constraint(raenv, irn, -1);
-                               }
-                       irn = sched_prev(irn); /* for outer loop */
-               } else {
-                       if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls)) {
-                               fprintf(f, " %d", get_var_info(irn)->var_nr);
-                               dump_constraint(raenv, irn, -1);
-                       }
-               }
-               fprintf(f,"\n");
-
-               /* end of insn scope */
-               fprintf(f, "    }\n");
        }
 
-       /* end the block scope */
-       fprintf(f, "  }\n");
-}
-
 
-/**
- * Dump all control flow edges of this irg
- */
-static void dump_edges(ir_node *blk, void *env) {
-       be_raext_env_t *raenv = env;
-       int i, max;
+       /* should_be_equal constraints are affinites */
+       for (pos = 0, max = get_irn_arity(irn); pos<max; ++pos) {
+               arch_get_register_req(raenv->aenv, &req, irn, pos);
 
-       if (get_irg_start_block(get_irn_irg(blk)) == blk)
-               return;
+               if (arch_register_req_is(&req, should_be_same) && arch_irn_is_ignore(raenv->aenv, req.other_same)) {
+                       vi2 = get_var_info(req.other_same);
 
-       /* dump cf edges in the flow-order "pred succ" */
-       for (i=0, max=get_irn_arity(blk); i<max; ++i) {
-               ir_node *pred = get_Block_cfgpred_block(blk, i);
-               fprintf(raenv->f, "  cf_edge %ld %ld\n", get_irn_node_nr(pred), get_irn_node_nr(blk));
+                       fprintf(raenv->f, "(%d, %d, %d)\n",  vi1->var_nr, vi2->var_nr, get_affinity_weight(irn));
+               }
        }
 }
 
 
+static void dump_affinities(be_raext_env_t *raenv) {
+       fprintf(raenv->f, "\naffinities {\n");
+       irg_walk_graph(raenv->irg, NULL, dump_affinities_walker, raenv);
+       fprintf(raenv->f, "}\n");
+}
+
 /**
  * Dump all information needed by the external
  * register allocator to a single file.
  */
 static void dump_to_file(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
        FILE *f;
-       int i, reg_count;
 
        if (!(f = fopen(filename, "wt"))) {
                fprintf(stderr, "Could not open file %s for writing\n", filename);
+               assert(0);
                exit(0xdeadbeef);
        }
        raenv->f = f;
 
        /* dump register info */
-       reg_count = arch_register_class_n_regs(raenv->cls);
-       fprintf(f, "regs %d", reg_count);
-
-       fprintf(f, " saved-by-caller");
-       for (i=0; i<reg_count; ++i)
-               if (arch_register_type_is(arch_register_for_index(raenv->cls, i), caller_saved))
-                       fprintf(f, " %d", i);
+       fprintf(f, "regs %d\n", arch_register_class_n_regs(raenv->cls));
 
-       fprintf(f, " saved-by-callee");
-       for (i=0; i<reg_count; ++i)
-               if (arch_register_type_is(arch_register_for_index(raenv->cls, i), callee_saved))
-                       fprintf(f, " %d", i);
-
-       fprintf(f, "\n");
-
-       /* dump the cfg */
-
-       fprintf(f, "cfg %s {\n", filename);
-       irg_block_walk_graph(raenv->irg, NULL, dump_blocks, raenv);
-       irg_block_walk_graph(raenv->irg, NULL, dump_edges, raenv);
-       fprintf(f, "}\n");
+       /* dump the interference graph */
+       dump_nodes(raenv);
+       dump_interferences(raenv);
+       dump_affinities(raenv);
 
        fclose(f);
 }
 
-
 /******************************************************************************
     ______                     _
    |  ____|                   | |
@@ -811,10 +694,204 @@ static void execute(char *prog_to_call, char *out_file, char *result_file) {
        char cmd_line[1024];
        int ret_status;
 
-       snprintf(cmd_line, sizeof(cmd_line), "%s %s %s", prog_to_call, out_file, result_file);
+       snprintf(cmd_line, sizeof(cmd_line), "%s -i %s -o %s", prog_to_call, out_file, result_file);
 
        ret_status = system(cmd_line);
        assert(ret_status != -1 && "Invokation of external register allocator failed");
+       assert(ret_status == 0 && "External register allocator is unhappy with sth.");
+}
+
+/******************************************************************************
+                         _         _____                 _ _
+       /\               | |       |  __ \               | | |
+      /  \   _ __  _ __ | |_   _  | |__) |___  ___ _   _| | |_
+     / /\ \ | '_ \| '_ \| | | | | |  _  // _ \/ __| | | | | __|
+    / ____ \| |_) | |_) | | |_| | | | \ \  __/\__ \ |_| | | |_
+   /_/    \_\ .__/| .__/|_|\__, | |_|  \_\___||___/\__,_|_|\__|
+            | |   | |       __/ |
+            |_|   |_|      |___/
+ *****************************************************************************/
+
+/**
+ * Spill a variable and add reloads before all uses.
+ */
+static INLINE void var_add_spills_and_reloads(be_raext_env_t *raenv, int var_nr) {
+       var_info_t *vi = var_find(raenv->vars, var_nr);
+       ir_node *spill=NULL, *ctx, *irn;
+       ir_mode *mode;
+       const ir_edge_t *edge, *ne;
+       pset *spills  = pset_new_ptr(4);        /* the spills of this variable */
+       pset *reloads = pset_new_ptr(4);        /* the reloads of this variable */
+       int new_size, n_spills, n_reloads;
+
+       assert(vi && "Variable nr does not exist!");
+       assert(pset_count(vi->values) && "There are no values associated to this variable");
+
+       /* the spill context is set to an arbitrary node of the phi-class,
+        * or the node itself if it is not member of a phi class
+        */
+       if (pset_count(vi->values) == 1)
+               ctx = get_first_non_phi(vi->values);
+       else
+               ctx = get_first_phi(vi->values);
+
+       DBG((raenv->dbg, LEVEL_2, "Spill context: %+F\n", ctx));
+
+       /* for each value of this variable insert the spills */
+       pset_foreach(vi->values, irn) {
+               if (is_Phi(irn)) {
+                       sched_remove(irn);
+                       continue;
+               }
+
+               /* all ordinary nodes must be spilled */
+               DBG((raenv->dbg, LEVEL_2, "  spilling %+F\n", irn));
+               spill = be_spill(raenv->aenv, irn, ctx);
+
+               /* remember the spill */
+               pset_insert_ptr(spills, spill);
+       }
+
+       assert(spill && "There must be at least one non-phi-node");
+
+       mode = get_irn_mode(get_irn_n(spill, be_pos_Spill_val));
+
+       /* insert reloads and wire them arbitrary*/
+       pset_foreach(vi->values, irn)
+               foreach_out_edge_safe(irn, edge, ne) {
+                       ir_node *reload, *src = edge->src;
+                       if (is_Phi(src) || be_is_Spill(src))
+                               continue;
+
+                       /* all real uses must be reloaded */
+                       DBG((raenv->dbg, LEVEL_2, "  reloading before %+F\n", src));
+                       reload = be_reload(raenv->aenv, raenv->cls, edge->src, mode, spill);
+                       set_irn_n(edge->src, edge->pos, reload);
+
+                       /* remember the reload */
+                       pset_insert_ptr(reloads, reload);
+               }
+
+       /* correct the reload->spill pointers... */
+       be_ssa_constr_set(raenv->dom_info, spills);
+
+
+       /****** correct the variable <--> values mapping: ******
+        *
+        *  - if we had a phi class it gets split into several new variables
+        *  - all reloads are new variables
+        */
+       n_spills = pset_count(spills);
+       n_reloads = pset_count(reloads);
+
+       /* first make room for new pointers in the cls_var array */
+       new_size = raenv->n_cls_vars + n_reloads + ((n_spills>1) ? n_spills : 0);
+       raenv->cls_vars = realloc(raenv->cls_vars, (new_size) * sizeof(*raenv->cls_vars));
+       assert(raenv->cls_vars && "Out of mem!?");
+
+       /* if we had a real phi-class, we must... */
+       if (pset_count(spills) > 1) {
+               /* ...remove the old variable corresponding to the phi class */
+               vi->var_nr = SET_REMOVED;
+
+               /* ...add new vars for each non-phi-member */
+               pset_foreach(spills, irn) {
+                       ir_node *spilled = get_irn_n(irn, be_pos_Spill_val);
+                       raenv->cls_vars[raenv->n_cls_vars++] = var_add_value(raenv, get_irn_node_nr(spilled), spilled);
+               }
+       }
+
+       /* add new variables for all reloads */
+       pset_foreach(reloads, irn) {
+               assert(get_irn_node_nr(irn) != 1089);
+               raenv->cls_vars[raenv->n_cls_vars++] = var_add_value(raenv, get_irn_node_nr(irn), irn);
+       }
+
+       del_pset(spills);
+       del_pset(reloads);
+}
+
+#define INVALID_FILE_FORMAT assert(0 && "Invalid file format.")
+#define BUFLEN 32
+#define BUFCONV " %32s "
+
+/**
+ * Read in the actions performed by the external allocator.
+ * Apply these transformations to the irg.
+ * @return 1 if an allocation was read in. 0 otherwise.
+ */
+static int read_and_apply_results(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
+       FILE *f;
+       char buf[BUFLEN];
+       int is_allocation = 0;
+
+       if (!(f = fopen(filename, "rt"))) {
+               fprintf(stderr, "Could not open file %s for reading\n", filename);
+               assert(0);
+               exit(0xdeadbeef);
+       }
+       raenv->f = f;
+
+       /* read the action */
+       if (fscanf(f, BUFCONV, buf) != 1)
+               INVALID_FILE_FORMAT;
+
+       /* do we spill */
+       if (!strcmp(buf, "spills")) {
+               int var_nr;
+               while (fscanf(f, " %d ", &var_nr) == 1)
+                       var_add_spills_and_reloads(raenv, var_nr);
+       } else
+
+       /* or do we allocate */
+       if (!strcmp(buf, "allocs")) {
+               int var_nr, reg_nr;
+
+               is_allocation = 1;
+               while (fscanf(f, " %d %d ", &var_nr, &reg_nr) == 2) {
+                       ir_node *irn;
+                       pset *vals = get_var_values(raenv, var_nr);
+
+                       assert(vals && "Variable nr does not exist!");
+                       pset_foreach(vals, irn)
+                               arch_set_irn_register(raenv->aenv, irn, arch_register_for_index(raenv->cls, reg_nr));
+               }
+       } else
+               INVALID_FILE_FORMAT;
+
+       if (!feof(f))
+               INVALID_FILE_FORMAT;
+
+       fclose(f);
+
+       return is_allocation;
+}
+
+static void check_allocation(be_raext_env_t *raenv) {
+       int i, o;
+
+       for (i=0; i<raenv->n_cls_vars; ++i) {
+               var_info_t *vi1 = raenv->cls_vars[i];
+
+               if (vi1->var_nr == SET_REMOVED)
+                       continue;
+
+               for (o=0; o<i; ++o) {
+                       var_info_t *vi2 = raenv->cls_vars[o];
+                       ir_node *irn1, *irn2;
+
+                       if (vi2->var_nr == SET_REMOVED)
+                               continue;
+
+                       pset_foreach(vi1->values, irn1)
+                               pset_foreach(vi2->values, irn2)
+                                       if (values_interfere(irn1, irn2) && arch_get_irn_register(raenv->aenv, irn1) == arch_get_irn_register(raenv->aenv, irn2)) {
+                                               dump_ir_block_graph_sched(raenv->irg, "ERROR");
+                                               ir_fprintf(stdout, "SSA values %+F and %+F interfere. They belong to varible %d and %d respectively.\n", irn1, irn2, vi1->var_nr, vi2->var_nr);
+                                               assert(0 && "ERROR graph dumped");
+                                       }
+               }
+       }
 }
 
 /******************************************************************************
@@ -830,7 +907,8 @@ static void execute(char *prog_to_call, char *out_file, char *result_file) {
  * Default values for options
  */
 static void (*ssa_destr)(be_raext_env_t*) = ssa_destr_simple;
-static char callee[128] = "echo";
+static char callee[128] = "\"E:/user/kimohoff/public/register allocator\"";
+//static char callee[128] = "/ben/kimohoff/ipd-registerallocator/register_allocator";
 
 
 /**
@@ -842,9 +920,13 @@ static char callee[128] = "echo";
  * Read in results and apply them
  *
  */
-static void be_ra_extern_main(const be_main_env_t *env, ir_graph *irg) {
-       be_raext_env_t raenv;
+static void be_ra_extern_main(const be_irg_t *bi) {
+       be_main_env_t *env = bi->main_env;
+       ir_graph *irg = bi->irg;
+
+       be_raext_env_t raenv;
        int clsnr, clss;
+       var_info_t *vi;
 
        compute_doms(irg);
 
@@ -852,36 +934,60 @@ static void be_ra_extern_main(const be_main_env_t *env, ir_graph *irg) {
        raenv.aenv     = env->arch_env;
        raenv.dom_info = be_compute_dominance_frontiers(irg);
        raenv.vars     = new_set(compare_var_infos, 64);
-       raenv.nodes    = pmap_create();
-       /* SSA destruction */
+       raenv.dbg      = firm_dbg_register("ir.be.raextern");
+       firm_dbg_set_mask(raenv.dbg, DBG_LEVEL);
+
+       /* Insert copies for constraints */
+       handle_constraints(&raenv);
+       dump_ir_block_graph_sched(irg, "-extern-constr");
+
+       /* SSA destruction respectively transformation into "Conventional SSA" */
        ssa_destr(&raenv);
+       dump_ir_block_graph_sched(irg, "-extern-ssadestr");
 
-       be_clear_links(irg);
+       /* Mapping of SSA-Values <--> Variables */
        phi_class_compute(irg);
+       be_clear_links(irg);
        irg_walk_graph(irg, values_to_vars, NULL, &raenv);
 
-       dump_ir_block_graph_sched(irg, "-extern-ssadestr");
 
        /* For all register classes */
        for(clsnr = 0, clss = arch_isa_get_n_reg_class(raenv.aenv->isa); clsnr < clss; ++clsnr) {
+               int done, round = 1;
                char out[256], in[256];
 
                raenv.cls = arch_isa_get_reg_class(raenv.aenv->isa, clsnr);
-               ir_snprintf(out, sizeof(out), "%F-%s.ra", irg, raenv.cls->name);
-               ir_snprintf(in, sizeof(in), "%F-%s.ra.res", irg, raenv.cls->name);
 
-               dump_to_file(&raenv, out);
+               extract_vars_of_cls(&raenv);
 
-               execute(callee, out, in);
+               do {
+                       ir_snprintf(out, sizeof(out), "%F-%s-%d.ra", irg, raenv.cls->name, round);
+                       ir_snprintf(in, sizeof(in), "%F-%s-%d.ra.res", irg, raenv.cls->name, round);
 
-               read_and_apply_results(&raenv, in);
+                       be_liveness(irg);
+
+                       dump_to_file(&raenv, out);
+                       execute(callee, out, in);
+                       done = read_and_apply_results(&raenv, in);
+
+                       ir_snprintf(in, sizeof(in), "-extern-%s-round-%d", raenv.cls->name, round);
+                       dump_ir_block_graph_sched(irg, in);
+
+                       round++;
+               } while (!done);
+
+               check_allocation(&raenv);
+
+               free(raenv.cls_vars);
        }
 
+       dump_ir_block_graph_sched(irg, "-extern-alloc");
+
        /* Clean up */
-       pmap_destroy(raenv.nodes);
+       set_foreach(raenv.vars, vi)
+               del_pset(vi->values);
        del_set(raenv.vars);
        be_free_dominance_frontiers(raenv.dom_info);
-
 }
 
 /******************************************************************************
@@ -897,14 +1003,15 @@ static void be_ra_extern_main(const be_main_env_t *env, ir_graph *irg) {
 
 #ifdef WITH_LIBCORE
 
-static const lc_opt_enum_const_ptr_items_t ssa_destr_items[] = {
-       { "simple",    ssa_destr_simple },
-       { "rastello",  ssa_destr_rastello },
+
+static const lc_opt_enum_func_ptr_items_t ssa_destr_items[] = {
+       { "simple",     (int (*)()) ssa_destr_simple }, /* TODO make (void*) casts nicer */
+       { "rastello",   (int (*)()) ssa_destr_rastello },
        { NULL,      NULL }
 };
 
-static lc_opt_enum_const_ptr_var_t ssa_destr_var = {
-       (const void **) &ssa_destr, ssa_destr_items
+static lc_opt_enum_func_ptr_var_t ssa_destr_var = {
+        (int (**)()) &ssa_destr, ssa_destr_items
 };
 
 static const lc_opt_table_entry_t be_ra_extern_options[] = {