Safeguard DBG_VALUE handling. Unbreaks the ASAN buildbot.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachineScheduler.cpp
index 11a7d4760cb0af94f36be6c577ab63a11f85a377..ad55a77a499f5675c9d0acb38b252a5baaa097a8 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "misched"
 
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineScheduler.h"
+#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
+#include "llvm/ADT/PriorityQueue.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/ScheduleDFS.h"
 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
-#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/GraphWriter.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
-#include "llvm/ADT/PriorityQueue.h"
-
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include <queue>
 
 using namespace llvm;
@@ -48,6 +53,19 @@ static cl::opt<unsigned> MISchedCutoff("misched-cutoff", cl::Hidden,
 static bool ViewMISchedDAGs = false;
 #endif // NDEBUG
 
+static cl::opt<bool> EnableLoadCluster("misched-cluster", cl::Hidden,
+  cl::desc("Enable load clustering."), cl::init(true));
+
+// Experimental heuristics
+static cl::opt<bool> EnableMacroFusion("misched-fusion", cl::Hidden,
+  cl::desc("Enable scheduling for macro fusion."), cl::init(true));
+
+static cl::opt<bool> VerifyScheduling("verify-misched", cl::Hidden,
+  cl::desc("Verify machine instrs before and after machine scheduling"));
+
+// DAG subtrees must have at least this many nodes.
+static const unsigned MinSubtreeSize = 8;
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Machine Instruction Scheduling Pass and Registry
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -185,6 +203,10 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
   const TargetInstrInfo *TII = MF->getTarget().getInstrInfo();
 
+  if (VerifyScheduling) {
+    DEBUG(LIS->print(dbgs()));
+    MF->verify(this, "Before machine scheduling.");
+  }
   RegClassInfo->runOnMachineFunction(*MF);
 
   // Select the scheduler, or set the default.
@@ -219,7 +241,7 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
     // The Scheduler may insert instructions during either schedule() or
     // exitRegion(), even for empty regions. So the local iterators 'I' and
     // 'RegionEnd' are invalid across these calls.
-    unsigned RemainingCount = MBB->size();
+    unsigned RemainingInstrs = MBB->size();
     for(MachineBasicBlock::iterator RegionEnd = MBB->end();
         RegionEnd != MBB->begin(); RegionEnd = Scheduler->begin()) {
 
@@ -228,19 +250,19 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
           || TII->isSchedulingBoundary(llvm::prior(RegionEnd), MBB, *MF)) {
         --RegionEnd;
         // Count the boundary instruction.
-        --RemainingCount;
+        --RemainingInstrs;
       }
 
       // The next region starts above the previous region. Look backward in the
       // instruction stream until we find the nearest boundary.
       MachineBasicBlock::iterator I = RegionEnd;
-      for(;I != MBB->begin(); --I, --RemainingCount) {
+      for(;I != MBB->begin(); --I, --RemainingInstrs) {
         if (TII->isSchedulingBoundary(llvm::prior(I), MBB, *MF))
           break;
       }
       // Notify the scheduler of the region, even if we may skip scheduling
       // it. Perhaps it still needs to be bundled.
-      Scheduler->enterRegion(MBB, I, RegionEnd, RemainingCount);
+      Scheduler->enterRegion(MBB, I, RegionEnd, RemainingInstrs);
 
       // Skip empty scheduling regions (0 or 1 schedulable instructions).
       if (I == RegionEnd || I == llvm::prior(RegionEnd)) {
@@ -251,10 +273,11 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
       }
       DEBUG(dbgs() << "********** MI Scheduling **********\n");
       DEBUG(dbgs() << MF->getName()
-            << ":BB#" << MBB->getNumber() << "\n  From: " << *I << "    To: ";
+            << ":BB#" << MBB->getNumber() << " " << MBB->getName()
+            << "\n  From: " << *I << "    To: ";
             if (RegionEnd != MBB->end()) dbgs() << *RegionEnd;
             else dbgs() << "End";
-            dbgs() << " Remaining: " << RemainingCount << "\n");
+            dbgs() << " Remaining: " << RemainingInstrs << "\n");
 
       // Schedule a region: possibly reorder instructions.
       // This invalidates 'RegionEnd' and 'I'.
@@ -267,11 +290,13 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
       // scheduler for the top of it's scheduled region.
       RegionEnd = Scheduler->begin();
     }
-    assert(RemainingCount == 0 && "Instruction count mismatch!");
+    assert(RemainingInstrs == 0 && "Instruction count mismatch!");
     Scheduler->finishBlock();
   }
   Scheduler->finalizeSchedule();
   DEBUG(LIS->print(dbgs()));
+  if (VerifyScheduling)
+    MF->verify(this, "After machine scheduling.");
   return true;
 }
 
@@ -293,6 +318,29 @@ void ReadyQueue::dump() {
 // preservation.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+ScheduleDAGMI::~ScheduleDAGMI() {
+  delete DFSResult;
+  DeleteContainerPointers(Mutations);
+  delete SchedImpl;
+}
+
+bool ScheduleDAGMI::canAddEdge(SUnit *SuccSU, SUnit *PredSU) {
+  return SuccSU == &ExitSU || !Topo.IsReachable(PredSU, SuccSU);
+}
+
+bool ScheduleDAGMI::addEdge(SUnit *SuccSU, const SDep &PredDep) {
+  if (SuccSU != &ExitSU) {
+    // Do not use WillCreateCycle, it assumes SD scheduling.
+    // If Pred is reachable from Succ, then the edge creates a cycle.
+    if (Topo.IsReachable(PredDep.getSUnit(), SuccSU))
+      return false;
+    Topo.AddPred(SuccSU, PredDep.getSUnit());
+  }
+  SuccSU->addPred(PredDep, /*Required=*/!PredDep.isArtificial());
+  // Return true regardless of whether a new edge needed to be inserted.
+  return true;
+}
+
 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. When
 /// NumPredsLeft reaches zero, release the successor node.
 ///
@@ -300,6 +348,12 @@ void ReadyQueue::dump() {
 void ScheduleDAGMI::releaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge) {
   SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
 
+  if (SuccEdge->isWeak()) {
+    --SuccSU->WeakPredsLeft;
+    if (SuccEdge->isCluster())
+      NextClusterSucc = SuccSU;
+    return;
+  }
 #ifndef NDEBUG
   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
@@ -328,6 +382,12 @@ void ScheduleDAGMI::releaseSuccessors(SUnit *SU) {
 void ScheduleDAGMI::releasePred(SUnit *SU, SDep *PredEdge) {
   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
 
+  if (PredEdge->isWeak()) {
+    --PredSU->WeakSuccsLeft;
+    if (PredEdge->isCluster())
+      NextClusterPred = PredSU;
+    return;
+  }
 #ifndef NDEBUG
   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
@@ -349,6 +409,8 @@ void ScheduleDAGMI::releasePredecessors(SUnit *SU) {
   }
 }
 
+/// This is normally called from the main scheduler loop but may also be invoked
+/// by the scheduling strategy to perform additional code motion.
 void ScheduleDAGMI::moveInstruction(MachineInstr *MI,
                                     MachineBasicBlock::iterator InsertPos) {
   // Advance RegionBegin if the first instruction moves down.
@@ -359,7 +421,7 @@ void ScheduleDAGMI::moveInstruction(MachineInstr *MI,
   BB->splice(InsertPos, BB, MI);
 
   // Update LiveIntervals
-  LIS->handleMove(MI);
+  LIS->handleMove(MI, /*UpdateFlags=*/true);
 
   // Recede RegionBegin if an instruction moves above the first.
   if (RegionBegin == InsertPos)
@@ -423,14 +485,16 @@ void ScheduleDAGMI::initRegPressure() {
   // Cache the list of excess pressure sets in this region. This will also track
   // the max pressure in the scheduled code for these sets.
   RegionCriticalPSets.clear();
-  std::vector<unsigned> RegionPressure = RPTracker.getPressure().MaxSetPressure;
+  const std::vector<unsigned> &RegionPressure =
+    RPTracker.getPressure().MaxSetPressure;
   for (unsigned i = 0, e = RegionPressure.size(); i < e; ++i) {
-    unsigned Limit = TRI->getRegPressureSetLimit(i);
-    DEBUG(dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i)
-          << "Limit " << Limit
-          << " Actual " << RegionPressure[i] << "\n");
-    if (RegionPressure[i] > Limit)
+    unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(i);
+    if (RegionPressure[i] > Limit) {
+      DEBUG(dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i)
+            << " Limit " << Limit
+            << " Actual " << RegionPressure[i] << "\n");
       RegionCriticalPSets.push_back(PressureElement(i, 0));
+    }
   }
   DEBUG(dbgs() << "Excess PSets: ";
         for (unsigned i = 0, e = RegionCriticalPSets.size(); i != e; ++i)
@@ -442,33 +506,21 @@ void ScheduleDAGMI::initRegPressure() {
 // FIXME: When the pressure tracker deals in pressure differences then we won't
 // iterate over all RegionCriticalPSets[i].
 void ScheduleDAGMI::
-updateScheduledPressure(std::vector<unsigned> NewMaxPressure) {
+updateScheduledPressure(const std::vector<unsigned> &NewMaxPressure) {
   for (unsigned i = 0, e = RegionCriticalPSets.size(); i < e; ++i) {
     unsigned ID = RegionCriticalPSets[i].PSetID;
     int &MaxUnits = RegionCriticalPSets[i].UnitIncrease;
     if ((int)NewMaxPressure[ID] > MaxUnits)
       MaxUnits = NewMaxPressure[ID];
   }
-}
-
-// Release all DAG roots for scheduling.
-void ScheduleDAGMI::releaseRoots() {
-  SmallVector<SUnit*, 16> BotRoots;
-
-  for (std::vector<SUnit>::iterator
-         I = SUnits.begin(), E = SUnits.end(); I != E; ++I) {
-    // A SUnit is ready to top schedule if it has no predecessors.
-    if (I->Preds.empty())
-      SchedImpl->releaseTopNode(&(*I));
-    // A SUnit is ready to bottom schedule if it has no successors.
-    if (I->Succs.empty())
-      BotRoots.push_back(&(*I));
-  }
-  // Release bottom roots in reverse order so the higher priority nodes appear
-  // first. This is more natural and slightly more efficient.
-  for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_reverse_iterator
-         I = BotRoots.rbegin(), E = BotRoots.rend(); I != E; ++I)
-    SchedImpl->releaseBottomNode(*I);
+  DEBUG(
+    for (unsigned i = 0, e = NewMaxPressure.size(); i < e; ++i) {
+      unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(i);
+      if (NewMaxPressure[i] > Limit ) {
+        dbgs() << "  " << TRI->getRegPressureSetName(i) << ": "
+               << NewMaxPressure[i] << " > " << Limit << "\n";
+      }
+    });
 }
 
 /// schedule - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction
@@ -484,14 +536,23 @@ void ScheduleDAGMI::releaseRoots() {
 void ScheduleDAGMI::schedule() {
   buildDAGWithRegPressure();
 
+  Topo.InitDAGTopologicalSorting();
+
   postprocessDAG();
 
+  SmallVector<SUnit*, 8> TopRoots, BotRoots;
+  findRootsAndBiasEdges(TopRoots, BotRoots);
+
+  // Initialize the strategy before modifying the DAG.
+  // This may initialize a DFSResult to be used for queue priority.
+  SchedImpl->initialize(this);
+
   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
           SUnits[su].dumpAll(this));
-
   if (ViewMISchedDAGs) viewGraph();
 
-  initQueues();
+  // Initialize ready queues now that the DAG and priority data are finalized.
+  initQueues(TopRoots, BotRoots);
 
   bool IsTopNode = false;
   while (SUnit *SU = SchedImpl->pickNode(IsTopNode)) {
@@ -506,6 +567,13 @@ void ScheduleDAGMI::schedule() {
   assert(CurrentTop == CurrentBottom && "Nonempty unscheduled zone.");
 
   placeDebugValues();
+
+  DEBUG({
+      unsigned BBNum = begin()->getParent()->getNumber();
+      dbgs() << "*** Final schedule for BB#" << BBNum << " ***\n";
+      dumpSchedule();
+      dbgs() << '\n';
+    });
 }
 
 /// Build the DAG and setup three register pressure trackers.
@@ -519,7 +587,6 @@ void ScheduleDAGMI::buildDAGWithRegPressure() {
 
   // Build the DAG, and compute current register pressure.
   buildSchedGraph(AA, &RPTracker);
-  if (ViewMISchedDAGs) viewGraph();
 
   // Initialize top/bottom trackers after computing region pressure.
   initRegPressure();
@@ -532,19 +599,67 @@ void ScheduleDAGMI::postprocessDAG() {
   }
 }
 
+void ScheduleDAGMI::computeDFSResult() {
+  if (!DFSResult)
+    DFSResult = new SchedDFSResult(/*BottomU*/true, MinSubtreeSize);
+  DFSResult->clear();
+  ScheduledTrees.clear();
+  DFSResult->resize(SUnits.size());
+  DFSResult->compute(SUnits);
+  ScheduledTrees.resize(DFSResult->getNumSubtrees());
+}
+
+void ScheduleDAGMI::findRootsAndBiasEdges(SmallVectorImpl<SUnit*> &TopRoots,
+                                          SmallVectorImpl<SUnit*> &BotRoots) {
+  for (std::vector<SUnit>::iterator
+         I = SUnits.begin(), E = SUnits.end(); I != E; ++I) {
+    SUnit *SU = &(*I);
+    assert(!SU->isBoundaryNode() && "Boundary node should not be in SUnits");
+
+    // Order predecessors so DFSResult follows the critical path.
+    SU->biasCriticalPath();
+
+    // A SUnit is ready to top schedule if it has no predecessors.
+    if (!I->NumPredsLeft)
+      TopRoots.push_back(SU);
+    // A SUnit is ready to bottom schedule if it has no successors.
+    if (!I->NumSuccsLeft)
+      BotRoots.push_back(SU);
+  }
+  ExitSU.biasCriticalPath();
+}
+
 /// Identify DAG roots and setup scheduler queues.
-void ScheduleDAGMI::initQueues() {
-  // Initialize the strategy before modifying the DAG.
-  SchedImpl->initialize(this);
+void ScheduleDAGMI::initQueues(ArrayRef<SUnit*> TopRoots,
+                               ArrayRef<SUnit*> BotRoots) {
+  NextClusterSucc = NULL;
+  NextClusterPred = NULL;
+
+  // Release all DAG roots for scheduling, not including EntrySU/ExitSU.
+  //
+  // Nodes with unreleased weak edges can still be roots.
+  // Release top roots in forward order.
+  for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
+         I = TopRoots.begin(), E = TopRoots.end(); I != E; ++I) {
+    SchedImpl->releaseTopNode(*I);
+  }
+  // Release bottom roots in reverse order so the higher priority nodes appear
+  // first. This is more natural and slightly more efficient.
+  for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_reverse_iterator
+         I = BotRoots.rbegin(), E = BotRoots.rend(); I != E; ++I) {
+    SchedImpl->releaseBottomNode(*I);
+  }
 
-  // Release edges from the special Entry node or to the special Exit node.
   releaseSuccessors(&EntrySU);
   releasePredecessors(&ExitSU);
 
-  // Release all DAG roots for scheduling.
-  releaseRoots();
+  SchedImpl->registerRoots();
 
+  // Advance past initial DebugValues.
+  assert(TopRPTracker.getPos() == RegionBegin && "bad initial Top tracker");
   CurrentTop = nextIfDebug(RegionBegin, RegionEnd);
+  TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
+
   CurrentBottom = RegionEnd;
 }
 
@@ -598,6 +713,15 @@ void ScheduleDAGMI::updateQueues(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
 
   SU->isScheduled = true;
 
+  if (DFSResult) {
+    unsigned SubtreeID = DFSResult->getSubtreeID(SU);
+    if (!ScheduledTrees.test(SubtreeID)) {
+      ScheduledTrees.set(SubtreeID);
+      DFSResult->scheduleTree(SubtreeID);
+      SchedImpl->scheduleTree(SubtreeID);
+    }
+  }
+
   // Notify the scheduling strategy after updating the DAG.
   SchedImpl->schedNode(SU, IsTopNode);
 }
@@ -615,6 +739,8 @@ void ScheduleDAGMI::placeDebugValues() {
     std::pair<MachineInstr *, MachineInstr *> P = *prior(DI);
     MachineInstr *DbgValue = P.first;
     MachineBasicBlock::iterator OrigPrevMI = P.second;
+    if (&*RegionBegin == DbgValue)
+      ++RegionBegin;
     BB->splice(++OrigPrevMI, BB, DbgValue);
     if (OrigPrevMI == llvm::prior(RegionEnd))
       RegionEnd = DbgValue;
@@ -623,76 +749,627 @@ void ScheduleDAGMI::placeDebugValues() {
   FirstDbgValue = NULL;
 }
 
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+void ScheduleDAGMI::dumpSchedule() const {
+  for (MachineBasicBlock::iterator MI = begin(), ME = end(); MI != ME; ++MI) {
+    if (SUnit *SU = getSUnit(&(*MI)))
+      SU->dump(this);
+    else
+      dbgs() << "Missing SUnit\n";
+  }
+}
+#endif
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// LoadClusterMutation - DAG post-processing to cluster loads.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+/// \brief Post-process the DAG to create cluster edges between neighboring
+/// loads.
+class LoadClusterMutation : public ScheduleDAGMutation {
+  struct LoadInfo {
+    SUnit *SU;
+    unsigned BaseReg;
+    unsigned Offset;
+    LoadInfo(SUnit *su, unsigned reg, unsigned ofs)
+      : SU(su), BaseReg(reg), Offset(ofs) {}
+  };
+  static bool LoadInfoLess(const LoadClusterMutation::LoadInfo &LHS,
+                           const LoadClusterMutation::LoadInfo &RHS);
+
+  const TargetInstrInfo *TII;
+  const TargetRegisterInfo *TRI;
+public:
+  LoadClusterMutation(const TargetInstrInfo *tii,
+                      const TargetRegisterInfo *tri)
+    : TII(tii), TRI(tri) {}
+
+  virtual void apply(ScheduleDAGMI *DAG);
+protected:
+  void clusterNeighboringLoads(ArrayRef<SUnit*> Loads, ScheduleDAGMI *DAG);
+};
+} // anonymous
+
+bool LoadClusterMutation::LoadInfoLess(
+  const LoadClusterMutation::LoadInfo &LHS,
+  const LoadClusterMutation::LoadInfo &RHS) {
+  if (LHS.BaseReg != RHS.BaseReg)
+    return LHS.BaseReg < RHS.BaseReg;
+  return LHS.Offset < RHS.Offset;
+}
+
+void LoadClusterMutation::clusterNeighboringLoads(ArrayRef<SUnit*> Loads,
+                                                  ScheduleDAGMI *DAG) {
+  SmallVector<LoadClusterMutation::LoadInfo,32> LoadRecords;
+  for (unsigned Idx = 0, End = Loads.size(); Idx != End; ++Idx) {
+    SUnit *SU = Loads[Idx];
+    unsigned BaseReg;
+    unsigned Offset;
+    if (TII->getLdStBaseRegImmOfs(SU->getInstr(), BaseReg, Offset, TRI))
+      LoadRecords.push_back(LoadInfo(SU, BaseReg, Offset));
+  }
+  if (LoadRecords.size() < 2)
+    return;
+  std::sort(LoadRecords.begin(), LoadRecords.end(), LoadInfoLess);
+  unsigned ClusterLength = 1;
+  for (unsigned Idx = 0, End = LoadRecords.size(); Idx < (End - 1); ++Idx) {
+    if (LoadRecords[Idx].BaseReg != LoadRecords[Idx+1].BaseReg) {
+      ClusterLength = 1;
+      continue;
+    }
+
+    SUnit *SUa = LoadRecords[Idx].SU;
+    SUnit *SUb = LoadRecords[Idx+1].SU;
+    if (TII->shouldClusterLoads(SUa->getInstr(), SUb->getInstr(), ClusterLength)
+        && DAG->addEdge(SUb, SDep(SUa, SDep::Cluster))) {
+
+      DEBUG(dbgs() << "Cluster loads SU(" << SUa->NodeNum << ") - SU("
+            << SUb->NodeNum << ")\n");
+      // Copy successor edges from SUa to SUb. Interleaving computation
+      // dependent on SUa can prevent load combining due to register reuse.
+      // Predecessor edges do not need to be copied from SUb to SUa since nearby
+      // loads should have effectively the same inputs.
+      for (SUnit::const_succ_iterator
+             SI = SUa->Succs.begin(), SE = SUa->Succs.end(); SI != SE; ++SI) {
+        if (SI->getSUnit() == SUb)
+          continue;
+        DEBUG(dbgs() << "  Copy Succ SU(" << SI->getSUnit()->NodeNum << ")\n");
+        DAG->addEdge(SI->getSUnit(), SDep(SUb, SDep::Artificial));
+      }
+      ++ClusterLength;
+    }
+    else
+      ClusterLength = 1;
+  }
+}
+
+/// \brief Callback from DAG postProcessing to create cluster edges for loads.
+void LoadClusterMutation::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
+  // Map DAG NodeNum to store chain ID.
+  DenseMap<unsigned, unsigned> StoreChainIDs;
+  // Map each store chain to a set of dependent loads.
+  SmallVector<SmallVector<SUnit*,4>, 32> StoreChainDependents;
+  for (unsigned Idx = 0, End = DAG->SUnits.size(); Idx != End; ++Idx) {
+    SUnit *SU = &DAG->SUnits[Idx];
+    if (!SU->getInstr()->mayLoad())
+      continue;
+    unsigned ChainPredID = DAG->SUnits.size();
+    for (SUnit::const_pred_iterator
+           PI = SU->Preds.begin(), PE = SU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
+      if (PI->isCtrl()) {
+        ChainPredID = PI->getSUnit()->NodeNum;
+        break;
+      }
+    }
+    // Check if this chain-like pred has been seen
+    // before. ChainPredID==MaxNodeID for loads at the top of the schedule.
+    unsigned NumChains = StoreChainDependents.size();
+    std::pair<DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator, bool> Result =
+      StoreChainIDs.insert(std::make_pair(ChainPredID, NumChains));
+    if (Result.second)
+      StoreChainDependents.resize(NumChains + 1);
+    StoreChainDependents[Result.first->second].push_back(SU);
+  }
+  // Iterate over the store chains.
+  for (unsigned Idx = 0, End = StoreChainDependents.size(); Idx != End; ++Idx)
+    clusterNeighboringLoads(StoreChainDependents[Idx], DAG);
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// ConvergingScheduler - Implementation of the standard MachineSchedStrategy.
+// MacroFusion - DAG post-processing to encourage fusion of macro ops.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+/// \brief Post-process the DAG to create cluster edges between instructions
+/// that may be fused by the processor into a single operation.
+class MacroFusion : public ScheduleDAGMutation {
+  const TargetInstrInfo *TII;
+public:
+  MacroFusion(const TargetInstrInfo *tii): TII(tii) {}
+
+  virtual void apply(ScheduleDAGMI *DAG);
+};
+} // anonymous
+
+/// \brief Callback from DAG postProcessing to create cluster edges to encourage
+/// fused operations.
+void MacroFusion::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
+  // For now, assume targets can only fuse with the branch.
+  MachineInstr *Branch = DAG->ExitSU.getInstr();
+  if (!Branch)
+    return;
+
+  for (unsigned Idx = DAG->SUnits.size(); Idx > 0;) {
+    SUnit *SU = &DAG->SUnits[--Idx];
+    if (!TII->shouldScheduleAdjacent(SU->getInstr(), Branch))
+      continue;
+
+    // Create a single weak edge from SU to ExitSU. The only effect is to cause
+    // bottom-up scheduling to heavily prioritize the clustered SU.  There is no
+    // need to copy predecessor edges from ExitSU to SU, since top-down
+    // scheduling cannot prioritize ExitSU anyway. To defer top-down scheduling
+    // of SU, we could create an artificial edge from the deepest root, but it
+    // hasn't been needed yet.
+    bool Success = DAG->addEdge(&DAG->ExitSU, SDep(SU, SDep::Cluster));
+    (void)Success;
+    assert(Success && "No DAG nodes should be reachable from ExitSU");
+
+    DEBUG(dbgs() << "Macro Fuse SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
+    break;
+  }
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// CopyConstrain - DAG post-processing to encourage copy elimination.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+/// \brief Post-process the DAG to create weak edges from all uses of a copy to
+/// the one use that defines the copy's source vreg, most likely an induction
+/// variable increment.
+class CopyConstrain : public ScheduleDAGMutation {
+  // Transient state.
+  SlotIndex RegionBeginIdx;
+  // RegionEndIdx is the slot index of the last non-debug instruction in the
+  // scheduling region. So we may have RegionBeginIdx == RegionEndIdx.
+  SlotIndex RegionEndIdx;
+public:
+  CopyConstrain(const TargetInstrInfo *, const TargetRegisterInfo *) {}
+
+  virtual void apply(ScheduleDAGMI *DAG);
+
+protected:
+  void constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMI *DAG);
+};
+} // anonymous
+
+/// constrainLocalCopy handles two possibilities:
+/// 1) Local src:
+/// I0:     = dst
+/// I1: src = ...
+/// I2:     = dst
+/// I3: dst = src (copy)
+/// (create pred->succ edges I0->I1, I2->I1)
+///
+/// 2) Local copy:
+/// I0: dst = src (copy)
+/// I1:     = dst
+/// I2: src = ...
+/// I3:     = dst
+/// (create pred->succ edges I1->I2, I3->I2)
+///
+/// Although the MachineScheduler is currently constrained to single blocks,
+/// this algorithm should handle extended blocks. An EBB is a set of
+/// contiguously numbered blocks such that the previous block in the EBB is
+/// always the single predecessor.
+void CopyConstrain::constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMI *DAG) {
+  LiveIntervals *LIS = DAG->getLIS();
+  MachineInstr *Copy = CopySU->getInstr();
+
+  // Check for pure vreg copies.
+  unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
+  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
+    return;
+
+  unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
+  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
+    return;
+
+  // Check if either the dest or source is local. If it's live across a back
+  // edge, it's not local. Note that if both vregs are live across the back
+  // edge, we cannot successfully contrain the copy without cyclic scheduling.
+  unsigned LocalReg = DstReg;
+  unsigned GlobalReg = SrcReg;
+  LiveInterval *LocalLI = &LIS->getInterval(LocalReg);
+  if (!LocalLI->isLocal(RegionBeginIdx, RegionEndIdx)) {
+    LocalReg = SrcReg;
+    GlobalReg = DstReg;
+    LocalLI = &LIS->getInterval(LocalReg);
+    if (!LocalLI->isLocal(RegionBeginIdx, RegionEndIdx))
+      return;
+  }
+  LiveInterval *GlobalLI = &LIS->getInterval(GlobalReg);
+
+  // Find the global segment after the start of the local LI.
+  LiveInterval::iterator GlobalSegment = GlobalLI->find(LocalLI->beginIndex());
+  // If GlobalLI does not overlap LocalLI->start, then a copy directly feeds a
+  // local live range. We could create edges from other global uses to the local
+  // start, but the coalescer should have already eliminated these cases, so
+  // don't bother dealing with it.
+  if (GlobalSegment == GlobalLI->end())
+    return;
+
+  // If GlobalSegment is killed at the LocalLI->start, the call to find()
+  // returned the next global segment. But if GlobalSegment overlaps with
+  // LocalLI->start, then advance to the next segement. If a hole in GlobalLI
+  // exists in LocalLI's vicinity, GlobalSegment will be the end of the hole.
+  if (GlobalSegment->contains(LocalLI->beginIndex()))
+    ++GlobalSegment;
+
+  if (GlobalSegment == GlobalLI->end())
+    return;
+
+  // Check if GlobalLI contains a hole in the vicinity of LocalLI.
+  if (GlobalSegment != GlobalLI->begin()) {
+    // Two address defs have no hole.
+    if (SlotIndex::isSameInstr(llvm::prior(GlobalSegment)->end,
+                               GlobalSegment->start)) {
+      return;
+    }
+    // If GlobalLI has a prior segment, it must be live into the EBB. Otherwise
+    // it would be a disconnected component in the live range.
+    assert(llvm::prior(GlobalSegment)->start < LocalLI->beginIndex() &&
+           "Disconnected LRG within the scheduling region.");
+  }
+  MachineInstr *GlobalDef = LIS->getInstructionFromIndex(GlobalSegment->start);
+  if (!GlobalDef)
+    return;
+
+  SUnit *GlobalSU = DAG->getSUnit(GlobalDef);
+  if (!GlobalSU)
+    return;
+
+  // GlobalDef is the bottom of the GlobalLI hole. Open the hole by
+  // constraining the uses of the last local def to precede GlobalDef.
+  SmallVector<SUnit*,8> LocalUses;
+  const VNInfo *LastLocalVN = LocalLI->getVNInfoBefore(LocalLI->endIndex());
+  MachineInstr *LastLocalDef = LIS->getInstructionFromIndex(LastLocalVN->def);
+  SUnit *LastLocalSU = DAG->getSUnit(LastLocalDef);
+  for (SUnit::const_succ_iterator
+         I = LastLocalSU->Succs.begin(), E = LastLocalSU->Succs.end();
+       I != E; ++I) {
+    if (I->getKind() != SDep::Data || I->getReg() != LocalReg)
+      continue;
+    if (I->getSUnit() == GlobalSU)
+      continue;
+    if (!DAG->canAddEdge(GlobalSU, I->getSUnit()))
+      return;
+    LocalUses.push_back(I->getSUnit());
+  }
+  // Open the top of the GlobalLI hole by constraining any earlier global uses
+  // to precede the start of LocalLI.
+  SmallVector<SUnit*,8> GlobalUses;
+  MachineInstr *FirstLocalDef =
+    LIS->getInstructionFromIndex(LocalLI->beginIndex());
+  SUnit *FirstLocalSU = DAG->getSUnit(FirstLocalDef);
+  for (SUnit::const_pred_iterator
+         I = GlobalSU->Preds.begin(), E = GlobalSU->Preds.end(); I != E; ++I) {
+    if (I->getKind() != SDep::Anti || I->getReg() != GlobalReg)
+      continue;
+    if (I->getSUnit() == FirstLocalSU)
+      continue;
+    if (!DAG->canAddEdge(FirstLocalSU, I->getSUnit()))
+      return;
+    GlobalUses.push_back(I->getSUnit());
+  }
+  DEBUG(dbgs() << "Constraining copy SU(" << CopySU->NodeNum << ")\n");
+  // Add the weak edges.
+  for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
+         I = LocalUses.begin(), E = LocalUses.end(); I != E; ++I) {
+    DEBUG(dbgs() << "  Local use SU(" << (*I)->NodeNum << ") -> SU("
+          << GlobalSU->NodeNum << ")\n");
+    DAG->addEdge(GlobalSU, SDep(*I, SDep::Weak));
+  }
+  for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
+         I = GlobalUses.begin(), E = GlobalUses.end(); I != E; ++I) {
+    DEBUG(dbgs() << "  Global use SU(" << (*I)->NodeNum << ") -> SU("
+          << FirstLocalSU->NodeNum << ")\n");
+    DAG->addEdge(FirstLocalSU, SDep(*I, SDep::Weak));
+  }
+}
+
+/// \brief Callback from DAG postProcessing to create weak edges to encourage
+/// copy elimination.
+void CopyConstrain::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
+  MachineBasicBlock::iterator FirstPos = nextIfDebug(DAG->begin(), DAG->end());
+  if (FirstPos == DAG->end())
+    return;
+  RegionBeginIdx = DAG->getLIS()->getInstructionIndex(&*FirstPos);
+  RegionEndIdx = DAG->getLIS()->getInstructionIndex(
+    &*priorNonDebug(DAG->end(), DAG->begin()));
+
+  for (unsigned Idx = 0, End = DAG->SUnits.size(); Idx != End; ++Idx) {
+    SUnit *SU = &DAG->SUnits[Idx];
+    if (!SU->getInstr()->isCopy())
+      continue;
+
+    constrainLocalCopy(SU, DAG);
+  }
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// ConvergingScheduler - Implementation of the generic MachineSchedStrategy.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
 /// ConvergingScheduler shrinks the unscheduled zone using heuristics to balance
 /// the schedule.
 class ConvergingScheduler : public MachineSchedStrategy {
+public:
+  /// Represent the type of SchedCandidate found within a single queue.
+  /// pickNodeBidirectional depends on these listed by decreasing priority.
+  enum CandReason {
+    NoCand, PhysRegCopy, RegExcess, RegCritical, Cluster, Weak, RegMax,
+    ResourceReduce, ResourceDemand, BotHeightReduce, BotPathReduce,
+    TopDepthReduce, TopPathReduce, NextDefUse, NodeOrder};
+
+#ifndef NDEBUG
+  static const char *getReasonStr(ConvergingScheduler::CandReason Reason);
+#endif
+
+  /// Policy for scheduling the next instruction in the candidate's zone.
+  struct CandPolicy {
+    bool ReduceLatency;
+    unsigned ReduceResIdx;
+    unsigned DemandResIdx;
+
+    CandPolicy(): ReduceLatency(false), ReduceResIdx(0), DemandResIdx(0) {}
+  };
+
+  /// Status of an instruction's critical resource consumption.
+  struct SchedResourceDelta {
+    // Count critical resources in the scheduled region required by SU.
+    unsigned CritResources;
+
+    // Count critical resources from another region consumed by SU.
+    unsigned DemandedResources;
+
+    SchedResourceDelta(): CritResources(0), DemandedResources(0) {}
+
+    bool operator==(const SchedResourceDelta &RHS) const {
+      return CritResources == RHS.CritResources
+        && DemandedResources == RHS.DemandedResources;
+    }
+    bool operator!=(const SchedResourceDelta &RHS) const {
+      return !operator==(RHS);
+    }
+  };
 
   /// Store the state used by ConvergingScheduler heuristics, required for the
   /// lifetime of one invocation of pickNode().
   struct SchedCandidate {
+    CandPolicy Policy;
+
     // The best SUnit candidate.
     SUnit *SU;
 
+    // The reason for this candidate.
+    CandReason Reason;
+
+    // Set of reasons that apply to multiple candidates.
+    uint32_t RepeatReasonSet;
+
     // Register pressure values for the best candidate.
     RegPressureDelta RPDelta;
 
-    SchedCandidate(): SU(NULL) {}
+    // Critical resource consumption of the best candidate.
+    SchedResourceDelta ResDelta;
+
+    SchedCandidate(const CandPolicy &policy)
+      : Policy(policy), SU(NULL), Reason(NoCand), RepeatReasonSet(0) {}
+
+    bool isValid() const { return SU; }
+
+    // Copy the status of another candidate without changing policy.
+    void setBest(SchedCandidate &Best) {
+      assert(Best.Reason != NoCand && "uninitialized Sched candidate");
+      SU = Best.SU;
+      Reason = Best.Reason;
+      RPDelta = Best.RPDelta;
+      ResDelta = Best.ResDelta;
+    }
+
+    bool isRepeat(CandReason R) { return RepeatReasonSet & (1 << R); }
+    void setRepeat(CandReason R) { RepeatReasonSet |= (1 << R); }
+
+    void initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
+                           const TargetSchedModel *SchedModel);
+  };
+
+  /// Summarize the unscheduled region.
+  struct SchedRemainder {
+    // Critical path through the DAG in expected latency.
+    unsigned CriticalPath;
+
+    // Scaled count of micro-ops left to schedule.
+    unsigned RemIssueCount;
+
+    // Unscheduled resources
+    SmallVector<unsigned, 16> RemainingCounts;
+
+    void reset() {
+      CriticalPath = 0;
+      RemIssueCount = 0;
+      RemainingCounts.clear();
+    }
+
+    SchedRemainder() { reset(); }
+
+    void init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel);
   };
-  /// Represent the type of SchedCandidate found within a single queue.
-  enum CandResult {
-    NoCand, NodeOrder, SingleExcess, SingleCritical, SingleMax, MultiPressure };
 
   /// Each Scheduling boundary is associated with ready queues. It tracks the
-  /// current cycle in whichever direction at has moved, and maintains the state
+  /// current cycle in the direction of movement, and maintains the state
   /// of "hazards" and other interlocks at the current cycle.
   struct SchedBoundary {
     ScheduleDAGMI *DAG;
     const TargetSchedModel *SchedModel;
+    SchedRemainder *Rem;
 
     ReadyQueue Available;
     ReadyQueue Pending;
     bool CheckPending;
 
+    // For heuristics, keep a list of the nodes that immediately depend on the
+    // most recently scheduled node.
+    SmallPtrSet<const SUnit*, 8> NextSUs;
+
     ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
 
+    /// Number of cycles it takes to issue the instructions scheduled in this
+    /// zone. It is defined as: scheduled-micro-ops / issue-width + stalls.
+    /// See getStalls().
     unsigned CurrCycle;
-    unsigned IssueCount;
+
+    /// Micro-ops issued in the current cycle
+    unsigned CurrMOps;
 
     /// MinReadyCycle - Cycle of the soonest available instruction.
     unsigned MinReadyCycle;
 
-    // Remember the greatest min operand latency.
-    unsigned MaxMinLatency;
+    // The expected latency of the critical path in this scheduled zone.
+    unsigned ExpectedLatency;
+
+    // The latency of dependence chains leading into this zone.
+    // For each node scheduled top-down: DLat = max DLat, N.Depth.
+    // For each cycle scheduled: DLat -= 1.
+    unsigned DependentLatency;
+
+    /// Count the scheduled (issued) micro-ops that can be retired by
+    /// time=CurrCycle assuming the first scheduled instr is retired at time=0.
+    unsigned RetiredMOps;
+
+    // Count scheduled resources that have been executed. Resources are
+    // considered executed if they become ready in the time that it takes to
+    // saturate any resource including the one in question. Counts are scaled
+    // for direct comparison with other resources. Counts ca be compared with
+    // MOps * getMicroOpFactor and Latency * getLatencyFactor.
+    SmallVector<unsigned, 16> ExecutedResCounts;
+
+    /// Cache the max count for a single resource.
+    unsigned MaxExecutedResCount;
+
+    // Cache the critical resources ID in this scheduled zone.
+    unsigned ZoneCritResIdx;
+
+    // Is the scheduled region resource limited vs. latency limited.
+    bool IsResourceLimited;
+
+#ifndef NDEBUG
+    // Remember the greatest operand latency as an upper bound on the number of
+    // times we should retry the pending queue because of a hazard.
+    unsigned MaxObservedLatency;
+#endif
+
+    void reset() {
+      // A new HazardRec is created for each DAG and owned by SchedBoundary.
+      delete HazardRec;
+
+      Available.clear();
+      Pending.clear();
+      CheckPending = false;
+      NextSUs.clear();
+      HazardRec = 0;
+      CurrCycle = 0;
+      CurrMOps = 0;
+      MinReadyCycle = UINT_MAX;
+      ExpectedLatency = 0;
+      DependentLatency = 0;
+      RetiredMOps = 0;
+      MaxExecutedResCount = 0;
+      ZoneCritResIdx = 0;
+      IsResourceLimited = false;
+#ifndef NDEBUG
+      MaxObservedLatency = 0;
+#endif
+      // Reserve a zero-count for invalid CritResIdx.
+      ExecutedResCounts.resize(1);
+      assert(!ExecutedResCounts[0] && "nonzero count for bad resource");
+    }
 
     /// Pending queues extend the ready queues with the same ID and the
     /// PendingFlag set.
     SchedBoundary(unsigned ID, const Twine &Name):
-      DAG(0), SchedModel(0), Available(ID, Name+".A"),
+      DAG(0), SchedModel(0), Rem(0), Available(ID, Name+".A"),
       Pending(ID << ConvergingScheduler::LogMaxQID, Name+".P"),
-      CheckPending(false), HazardRec(0), CurrCycle(0), IssueCount(0),
-      MinReadyCycle(UINT_MAX), MaxMinLatency(0) {}
+      HazardRec(0) {
+      reset();
+    }
 
     ~SchedBoundary() { delete HazardRec; }
 
-    void init(ScheduleDAGMI *dag, const TargetSchedModel *smodel) {
-      DAG = dag;
-      SchedModel = smodel;
-    }
+    void init(ScheduleDAGMI *dag, const TargetSchedModel *smodel,
+              SchedRemainder *rem);
 
     bool isTop() const {
       return Available.getID() == ConvergingScheduler::TopQID;
     }
 
+#ifndef NDEBUG
+    const char *getResourceName(unsigned PIdx) {
+      if (!PIdx)
+        return "MOps";
+      return SchedModel->getProcResource(PIdx)->Name;
+    }
+#endif
+
+    /// Get the number of latency cycles "covered" by the scheduled
+    /// instructions. This is the larger of the critical path within the zone
+    /// and the number of cycles required to issue the instructions.
+    unsigned getScheduledLatency() const {
+      return std::max(ExpectedLatency, CurrCycle);
+    }
+
+    unsigned getUnscheduledLatency(SUnit *SU) const {
+      return isTop() ? SU->getHeight() : SU->getDepth();
+    }
+
+    unsigned getResourceCount(unsigned ResIdx) const {
+      return ExecutedResCounts[ResIdx];
+    }
+
+    /// Get the scaled count of scheduled micro-ops and resources, including
+    /// executed resources.
+    unsigned getCriticalCount() const {
+      if (!ZoneCritResIdx)
+        return RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+      return getResourceCount(ZoneCritResIdx);
+    }
+
+    /// Get a scaled count for the minimum execution time of the scheduled
+    /// micro-ops that are ready to execute by getExecutedCount. Notice the
+    /// feedback loop.
+    unsigned getExecutedCount() const {
+      return std::max(CurrCycle * SchedModel->getLatencyFactor(),
+                      MaxExecutedResCount);
+    }
+
     bool checkHazard(SUnit *SU);
 
+    unsigned findMaxLatency(ArrayRef<SUnit*> ReadySUs);
+
+    unsigned getOtherResourceCount(unsigned &OtherCritIdx);
+
+    void setPolicy(CandPolicy &Policy, SchedBoundary &OtherZone);
+
     void releaseNode(SUnit *SU, unsigned ReadyCycle);
 
-    void bumpCycle();
+    void bumpCycle(unsigned NextCycle);
+
+    void incExecutedResources(unsigned PIdx, unsigned Count);
+
+    unsigned countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles, unsigned ReadyCycle);
 
     void bumpNode(SUnit *SU);
 
@@ -701,13 +1378,19 @@ class ConvergingScheduler : public MachineSchedStrategy {
     void removeReady(SUnit *SU);
 
     SUnit *pickOnlyChoice();
+
+#ifndef NDEBUG
+    void dumpScheduledState();
+#endif
   };
 
+private:
   ScheduleDAGMI *DAG;
   const TargetSchedModel *SchedModel;
   const TargetRegisterInfo *TRI;
 
   // State of the top and bottom scheduled instruction boundaries.
+  SchedRemainder Rem;
   SchedBoundary Top;
   SchedBoundary Bot;
 
@@ -732,25 +1415,70 @@ public:
 
   virtual void releaseBottomNode(SUnit *SU);
 
+  virtual void registerRoots();
+
 protected:
-  SUnit *pickNodeBidrectional(bool &IsTopNode);
+  void tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
+                    SchedCandidate &TryCand,
+                    SchedBoundary &Zone,
+                    const RegPressureTracker &RPTracker,
+                    RegPressureTracker &TempTracker);
+
+  SUnit *pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode);
+
+  void pickNodeFromQueue(SchedBoundary &Zone,
+                         const RegPressureTracker &RPTracker,
+                         SchedCandidate &Candidate);
+
+  void reschedulePhysRegCopies(SUnit *SU, bool isTop);
 
-  CandResult pickNodeFromQueue(ReadyQueue &Q,
-                               const RegPressureTracker &RPTracker,
-                               SchedCandidate &Candidate);
 #ifndef NDEBUG
-  void traceCandidate(const char *Label, const ReadyQueue &Q, SUnit *SU,
-                      PressureElement P = PressureElement());
+  void traceCandidate(const SchedCandidate &Cand);
 #endif
 };
 } // namespace
 
+void ConvergingScheduler::SchedRemainder::
+init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel) {
+  reset();
+  if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
+    return;
+  RemainingCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
+  for (std::vector<SUnit>::iterator
+         I = DAG->SUnits.begin(), E = DAG->SUnits.end(); I != E; ++I) {
+    const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(&*I);
+    RemIssueCount += SchedModel->getNumMicroOps(I->getInstr(), SC)
+      * SchedModel->getMicroOpFactor();
+    for (TargetSchedModel::ProcResIter
+           PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
+           PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
+      unsigned PIdx = PI->ProcResourceIdx;
+      unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
+      RemainingCounts[PIdx] += (Factor * PI->Cycles);
+    }
+  }
+}
+
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+init(ScheduleDAGMI *dag, const TargetSchedModel *smodel, SchedRemainder *rem) {
+  reset();
+  DAG = dag;
+  SchedModel = smodel;
+  Rem = rem;
+  if (SchedModel->hasInstrSchedModel())
+    ExecutedResCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
+}
+
 void ConvergingScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *dag) {
   DAG = dag;
   SchedModel = DAG->getSchedModel();
   TRI = DAG->TRI;
-  Top.init(DAG, SchedModel);
-  Bot.init(DAG, SchedModel);
+
+  Rem.init(DAG, SchedModel);
+  Top.init(DAG, SchedModel, &Rem);
+  Bot.init(DAG, SchedModel, &Rem);
+
+  // Initialize resource counts.
 
   // Initialize the HazardRecognizers. If itineraries don't exist, are empty, or
   // are disabled, then these HazardRecs will be disabled.
@@ -767,15 +1495,17 @@ void ConvergingScheduler::releaseTopNode(SUnit *SU) {
   if (SU->isScheduled)
     return;
 
-  for (SUnit::succ_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
+  for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
        I != E; ++I) {
+    if (I->isWeak())
+      continue;
     unsigned PredReadyCycle = I->getSUnit()->TopReadyCycle;
-    unsigned MinLatency = I->getMinLatency();
+    unsigned Latency = I->getLatency();
 #ifndef NDEBUG
-    Top.MaxMinLatency = std::max(MinLatency, Top.MaxMinLatency);
+    Top.MaxObservedLatency = std::max(Latency, Top.MaxObservedLatency);
 #endif
-    if (SU->TopReadyCycle < PredReadyCycle + MinLatency)
-      SU->TopReadyCycle = PredReadyCycle + MinLatency;
+    if (SU->TopReadyCycle < PredReadyCycle + Latency)
+      SU->TopReadyCycle = PredReadyCycle + Latency;
   }
   Top.releaseNode(SU, SU->TopReadyCycle);
 }
@@ -788,17 +1518,30 @@ void ConvergingScheduler::releaseBottomNode(SUnit *SU) {
 
   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
        I != E; ++I) {
+    if (I->isWeak())
+      continue;
     unsigned SuccReadyCycle = I->getSUnit()->BotReadyCycle;
-    unsigned MinLatency = I->getMinLatency();
+    unsigned Latency = I->getLatency();
 #ifndef NDEBUG
-    Bot.MaxMinLatency = std::max(MinLatency, Bot.MaxMinLatency);
+    Bot.MaxObservedLatency = std::max(Latency, Bot.MaxObservedLatency);
 #endif
-    if (SU->BotReadyCycle < SuccReadyCycle + MinLatency)
-      SU->BotReadyCycle = SuccReadyCycle + MinLatency;
+    if (SU->BotReadyCycle < SuccReadyCycle + Latency)
+      SU->BotReadyCycle = SuccReadyCycle + Latency;
   }
   Bot.releaseNode(SU, SU->BotReadyCycle);
 }
 
+void ConvergingScheduler::registerRoots() {
+  Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
+  // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
+  for (std::vector<SUnit*>::const_iterator
+         I = Bot.Available.begin(), E = Bot.Available.end(); I != E; ++I) {
+    if ((*I)->getDepth() > Rem.CriticalPath)
+      Rem.CriticalPath = (*I)->getDepth();
+  }
+  DEBUG(dbgs() << "Critical Path: " << Rem.CriticalPath << '\n');
+}
+
 /// Does this SU have a hazard within the current instruction group.
 ///
 /// The scheduler supports two modes of hazard recognition. The first is the
@@ -817,12 +1560,124 @@ bool ConvergingScheduler::SchedBoundary::checkHazard(SUnit *SU) {
     return HazardRec->getHazardType(SU) != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard;
 
   unsigned uops = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
-  if (IssueCount + uops > SchedModel->getIssueWidth())
+  if ((CurrMOps > 0) && (CurrMOps + uops > SchedModel->getIssueWidth())) {
+    DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") uops="
+          << SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr()) << '\n');
     return true;
-
+  }
   return false;
 }
 
+// Find the unscheduled node in ReadySUs with the highest latency.
+unsigned ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+findMaxLatency(ArrayRef<SUnit*> ReadySUs) {
+  SUnit *LateSU = 0;
+  unsigned RemLatency = 0;
+  for (ArrayRef<SUnit*>::iterator I = ReadySUs.begin(), E = ReadySUs.end();
+       I != E; ++I) {
+    unsigned L = getUnscheduledLatency(*I);
+    if (L > RemLatency) {
+      RemLatency = L;
+      LateSU = *I;
+    }
+  }
+  if (LateSU) {
+    DEBUG(dbgs() << Available.getName() << " RemLatency SU("
+          << LateSU->NodeNum << ") " << RemLatency << "c\n");
+  }
+  return RemLatency;
+}
+
+// Count resources in this zone and the remaining unscheduled
+// instruction. Return the max count, scaled. Set OtherCritIdx to the critical
+// resource index, or zero if the zone is issue limited.
+unsigned ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+getOtherResourceCount(unsigned &OtherCritIdx) {
+  if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
+    return 0;
+
+  unsigned OtherCritCount = Rem->RemIssueCount
+    + (RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor());
+  DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain MOps: "
+        << OtherCritCount / SchedModel->getMicroOpFactor() << '\n');
+  OtherCritIdx = 0;
+  for (unsigned PIdx = 1, PEnd = SchedModel->getNumProcResourceKinds();
+       PIdx != PEnd; ++PIdx) {
+    unsigned OtherCount = getResourceCount(PIdx) + Rem->RemainingCounts[PIdx];
+    if (OtherCount > OtherCritCount) {
+      OtherCritCount = OtherCount;
+      OtherCritIdx = PIdx;
+    }
+  }
+  if (OtherCritIdx) {
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain CritRes: "
+          << OtherCritCount / SchedModel->getResourceFactor(OtherCritIdx)
+          << " " << getResourceName(OtherCritIdx) << "\n");
+  }
+  return OtherCritCount;
+}
+
+/// Set the CandPolicy for this zone given the current resources and latencies
+/// inside and outside the zone.
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::setPolicy(CandPolicy &Policy,
+                                                   SchedBoundary &OtherZone) {
+  // Now that potential stalls have been considered, apply preemptive heuristics
+  // based on the the total latency and resources inside and outside this
+  // zone.
+
+  // Compute remaining latency. We need this both to determine whether the
+  // overall schedule has become latency-limited and whether the instructions
+  // outside this zone are resource or latency limited.
+  //
+  // The "dependent" latency is updated incrementally during scheduling as the
+  // max height/depth of scheduled nodes minus the cycles since it was
+  // scheduled:
+  //   DLat = max (N.depth - (CurrCycle - N.ReadyCycle) for N in Zone
+  //
+  // The "independent" latency is the max ready queue depth:
+  //   ILat = max N.depth for N in Available|Pending
+  //
+  // RemainingLatency is the greater of independent and dependent latency.
+  unsigned RemLatency = DependentLatency;
+  RemLatency = std::max(RemLatency, findMaxLatency(Available.elements()));
+  RemLatency = std::max(RemLatency, findMaxLatency(Pending.elements()));
+
+  // Compute the critical resource outside the zone.
+  unsigned OtherCritIdx;
+  unsigned OtherCount = OtherZone.getOtherResourceCount(OtherCritIdx);
+
+  bool OtherResLimited = false;
+  if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
+    unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+    OtherResLimited = (int)(OtherCount - (RemLatency * LFactor)) > (int)LFactor;
+  }
+  if (!OtherResLimited && (RemLatency + CurrCycle > Rem->CriticalPath)) {
+    Policy.ReduceLatency |= true;
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " RemainingLatency "
+          << RemLatency << " + " << CurrCycle << "c > CritPath "
+          << Rem->CriticalPath << "\n");
+  }
+  // If the same resource is limiting inside and outside the zone, do nothing.
+  if (IsResourceLimited && OtherResLimited && (ZoneCritResIdx == OtherCritIdx))
+    return;
+
+  DEBUG(
+    if (IsResourceLimited) {
+      dbgs() << "  " << Available.getName() << " ResourceLimited: "
+             << getResourceName(ZoneCritResIdx) << "\n";
+    }
+    if (OtherResLimited)
+      dbgs() << "  RemainingLimit: " << getResourceName(OtherCritIdx) << "\n";
+    if (!IsResourceLimited && !OtherResLimited)
+      dbgs() << "  Latency limited both directions.\n");
+
+  if (IsResourceLimited && !Policy.ReduceResIdx)
+    Policy.ReduceResIdx = ZoneCritResIdx;
+
+  if (OtherResLimited)
+    Policy.DemandResIdx = OtherCritIdx;
+}
+
 void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releaseNode(SUnit *SU,
                                                      unsigned ReadyCycle) {
   if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
@@ -830,19 +1685,32 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releaseNode(SUnit *SU,
 
   // Check for interlocks first. For the purpose of other heuristics, an
   // instruction that cannot issue appears as if it's not in the ReadyQueue.
-  if (ReadyCycle > CurrCycle || checkHazard(SU))
+  bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
+  if ((!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle) || checkHazard(SU))
     Pending.push(SU);
   else
     Available.push(SU);
+
+  // Record this node as an immediate dependent of the scheduled node.
+  NextSUs.insert(SU);
 }
 
 /// Move the boundary of scheduled code by one cycle.
-void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpCycle() {
-  unsigned Width = SchedModel->getIssueWidth();
-  IssueCount = (IssueCount <= Width) ? 0 : IssueCount - Width;
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpCycle(unsigned NextCycle) {
+  if (SchedModel->getMicroOpBufferSize() == 0) {
+    assert(MinReadyCycle < UINT_MAX && "MinReadyCycle uninitialized");
+    if (MinReadyCycle > NextCycle)
+      NextCycle = MinReadyCycle;
+  }
+  // Update the current micro-ops, which will issue in the next cycle.
+  unsigned DecMOps = SchedModel->getIssueWidth() * (NextCycle - CurrCycle);
+  CurrMOps = (CurrMOps <= DecMOps) ? 0 : CurrMOps - DecMOps;
 
-  assert(MinReadyCycle < UINT_MAX && "MinReadyCycle uninitialized");
-  unsigned NextCycle = std::max(CurrCycle + 1, MinReadyCycle);
+  // Decrement DependentLatency based on the next cycle.
+  if ((NextCycle - CurrCycle) > DependentLatency)
+    DependentLatency = 0;
+  else
+    DependentLatency -= (NextCycle - CurrCycle);
 
   if (!HazardRec->isEnabled()) {
     // Bypass HazardRec virtual calls.
@@ -858,9 +1726,52 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpCycle() {
     }
   }
   CheckPending = true;
+  unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+  IsResourceLimited =
+    (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
+    > (int)LFactor;
+
+  DEBUG(dbgs() << "Cycle: " << CurrCycle << ' ' << Available.getName() << '\n');
+}
 
-  DEBUG(dbgs() << "*** " << Available.getName() << " cycle "
-        << CurrCycle << '\n');
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::incExecutedResources(unsigned PIdx,
+                                                              unsigned Count) {
+  ExecutedResCounts[PIdx] += Count;
+  if (ExecutedResCounts[PIdx] > MaxExecutedResCount)
+    MaxExecutedResCount = ExecutedResCounts[PIdx];
+}
+
+/// Add the given processor resource to this scheduled zone.
+///
+/// \param Cycles indicates the number of consecutive (non-pipelined) cycles
+/// during which this resource is consumed.
+///
+/// \return the next cycle at which the instruction may execute without
+/// oversubscribing resources.
+unsigned ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles, unsigned ReadyCycle) {
+  unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
+  unsigned Count = Factor * Cycles;
+  DEBUG(dbgs() << "  " << getResourceName(PIdx)
+        << " +" << Cycles << "x" << Factor << "u\n");
+
+  // Update Executed resources counts.
+  incExecutedResources(PIdx, Count);
+  assert(Rem->RemainingCounts[PIdx] >= Count && "resource double counted");
+  Rem->RemainingCounts[PIdx] -= Count;
+
+  // Check if this resource exceeds the current critical resource by a full
+  // cycle. If so, it becomes the critical resource.
+  if (ZoneCritResIdx != PIdx
+      && ((int)(getResourceCount(PIdx) - getCriticalCount())
+          >= (int)SchedModel->getLatencyFactor())) {
+    ZoneCritResIdx = PIdx;
+    DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource "
+          << getResourceName(PIdx) << ": "
+          << getResourceCount(PIdx) / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
+  }
+  // TODO: We don't yet model reserved resources. It's not hard though.
+  return CurrCycle;
 }
 
 /// Move the boundary of scheduled code by one SUnit.
@@ -874,13 +1785,96 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpNode(SUnit *SU) {
     }
     HazardRec->EmitInstruction(SU);
   }
-  // Check the instruction group dispatch limit.
-  // TODO: Check if this SU must end a dispatch group.
-  IssueCount += SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
-  if (IssueCount >= SchedModel->getIssueWidth()) {
-    DEBUG(dbgs() << "*** Max instrs at cycle " << CurrCycle << '\n');
-    bumpCycle();
+  const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
+  unsigned IncMOps = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
+  CurrMOps += IncMOps;
+  // checkHazard prevents scheduling multiple instructions per cycle that exceed
+  // issue width. However, we commonly reach the maximum. In this case
+  // opportunistically bump the cycle to avoid uselessly checking everything in
+  // the readyQ. Furthermore, a single instruction may produce more than one
+  // cycle's worth of micro-ops.
+  //
+  // TODO: Also check if this SU must end a dispatch group.
+  unsigned NextCycle = CurrCycle;
+  if (CurrMOps >= SchedModel->getIssueWidth()) {
+    ++NextCycle;
+    DEBUG(dbgs() << "  *** Max MOps " << CurrMOps
+          << " at cycle " << CurrCycle << '\n');
+  }
+  unsigned ReadyCycle = (isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle);
+  DEBUG(dbgs() << "  Ready @" << ReadyCycle << "c\n");
+
+  switch (SchedModel->getMicroOpBufferSize()) {
+  case 0:
+    assert(ReadyCycle <= CurrCycle && "Broken PendingQueue");
+    break;
+  case 1:
+    if (ReadyCycle > NextCycle) {
+      NextCycle = ReadyCycle;
+      DEBUG(dbgs() << "  *** Stall until: " << ReadyCycle << "\n");
+    }
+    break;
+  default:
+    // We don't currently model the OOO reorder buffer, so consider all
+    // scheduled MOps to be "retired".
+    break;
+  }
+  RetiredMOps += IncMOps;
+
+  // Update resource counts and critical resource.
+  if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
+    unsigned DecRemIssue = IncMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+    assert(Rem->RemIssueCount >= DecRemIssue && "MOps double counted");
+    Rem->RemIssueCount -= DecRemIssue;
+    if (ZoneCritResIdx) {
+      // Scale scheduled micro-ops for comparing with the critical resource.
+      unsigned ScaledMOps =
+        RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+
+      // If scaled micro-ops are now more than the previous critical resource by
+      // a full cycle, then micro-ops issue becomes critical.
+      if ((int)(ScaledMOps - getResourceCount(ZoneCritResIdx))
+          >= (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
+        ZoneCritResIdx = 0;
+        DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource NumMicroOps: "
+              << ScaledMOps / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
+      }
+    }
+    for (TargetSchedModel::ProcResIter
+           PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
+           PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
+      unsigned RCycle =
+        countResource(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles, ReadyCycle);
+      if (RCycle > NextCycle)
+        NextCycle = RCycle;
+    }
   }
+  // Update ExpectedLatency and DependentLatency.
+  unsigned &TopLatency = isTop() ? ExpectedLatency : DependentLatency;
+  unsigned &BotLatency = isTop() ? DependentLatency : ExpectedLatency;
+  if (SU->getDepth() > TopLatency) {
+    TopLatency = SU->getDepth();
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
+          << " TopLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << TopLatency << "c\n");
+  }
+  if (SU->getHeight() > BotLatency) {
+    BotLatency = SU->getHeight();
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
+          << " BotLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << BotLatency << "c\n");
+  }
+  // If we stall for any reason, bump the cycle.
+  if (NextCycle > CurrCycle) {
+    bumpCycle(NextCycle);
+  }
+  else {
+    // After updating ZoneCritResIdx and ExpectedLatency, check if we're
+    // resource limited. If a stall occured, bumpCycle does this.
+    unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+    IsResourceLimited =
+      (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
+      > (int)LFactor;
+  }
+  DEBUG(dumpScheduledState());
 }
 
 /// Release pending ready nodes in to the available queue. This makes them
@@ -892,6 +1886,7 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releasePending() {
 
   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
   // so, add them to the available queue.
+  bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
   for (unsigned i = 0, e = Pending.size(); i != e; ++i) {
     SUnit *SU = *(Pending.begin()+i);
     unsigned ReadyCycle = isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle;
@@ -899,7 +1894,7 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releasePending() {
     if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
       MinReadyCycle = ReadyCycle;
 
-    if (ReadyCycle > CurrCycle)
+    if (!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle)
       continue;
 
     if (checkHazard(SU))
@@ -909,6 +1904,7 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releasePending() {
     Pending.remove(Pending.begin()+i);
     --i; --e;
   }
+  DEBUG(if (!Pending.empty()) Pending.dump());
   CheckPending = false;
 }
 
@@ -923,16 +1919,27 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::removeReady(SUnit *SU) {
 }
 
 /// If this queue only has one ready candidate, return it. As a side effect,
-/// advance the cycle until at least one node is ready. If multiple instructions
-/// are ready, return NULL.
+/// defer any nodes that now hit a hazard, and advance the cycle until at least
+/// one node is ready. If multiple instructions are ready, return NULL.
 SUnit *ConvergingScheduler::SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
   if (CheckPending)
     releasePending();
 
+  if (CurrMOps > 0) {
+    // Defer any ready instrs that now have a hazard.
+    for (ReadyQueue::iterator I = Available.begin(); I != Available.end();) {
+      if (checkHazard(*I)) {
+        Pending.push(*I);
+        I = Available.remove(I);
+        continue;
+      }
+      ++I;
+    }
+  }
   for (unsigned i = 0; Available.empty(); ++i) {
-    assert(i <= (HazardRec->getMaxLookAhead() + MaxMinLatency) &&
+    assert(i <= (HazardRec->getMaxLookAhead() + MaxObservedLatency) &&
            "permanent hazard"); (void)i;
-    bumpCycle();
+    bumpCycle(CurrCycle + 1);
     releasePending();
   }
   if (Available.size() == 1)
@@ -941,145 +1948,366 @@ SUnit *ConvergingScheduler::SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
 }
 
 #ifndef NDEBUG
-void ConvergingScheduler::traceCandidate(const char *Label, const ReadyQueue &Q,
-                                         SUnit *SU, PressureElement P) {
-  dbgs() << Label << " " << Q.getName() << " ";
-  if (P.isValid())
-    dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(P.PSetID) << ":" << P.UnitIncrease
-           << " ";
-  else
-    dbgs() << "     ";
-  SU->dump(DAG);
+// This is useful information to dump after bumpNode.
+// Note that the Queue contents are more useful before pickNodeFromQueue.
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::dumpScheduledState() {
+  unsigned ResFactor;
+  unsigned ResCount;
+  if (ZoneCritResIdx) {
+    ResFactor = SchedModel->getResourceFactor(ZoneCritResIdx);
+    ResCount = getResourceCount(ZoneCritResIdx);
+  }
+  else {
+    ResFactor = SchedModel->getMicroOpFactor();
+    ResCount = RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+  }
+  unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+  dbgs() << Available.getName() << " @" << CurrCycle << "c\n"
+         << "  Retired: " << RetiredMOps;
+  dbgs() << "\n  Executed: " << getExecutedCount() / LFactor << "c";
+  dbgs() << "\n  Critical: " << ResCount / LFactor << "c, "
+         << ResCount / ResFactor << " " << getResourceName(ZoneCritResIdx)
+         << "\n  ExpectedLatency: " << ExpectedLatency << "c\n"
+         << (IsResourceLimited ? "  - Resource" : "  - Latency")
+         << " limited.\n";
 }
 #endif
 
-/// pickNodeFromQueue helper that returns true if the LHS reg pressure effect is
-/// more desirable than RHS from scheduling standpoint.
-static bool compareRPDelta(const RegPressureDelta &LHS,
-                           const RegPressureDelta &RHS) {
-  // Compare each component of pressure in decreasing order of importance
-  // without checking if any are valid. Invalid PressureElements are assumed to
-  // have UnitIncrease==0, so are neutral.
+void ConvergingScheduler::SchedCandidate::
+initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
+                  const TargetSchedModel *SchedModel) {
+  if (!Policy.ReduceResIdx && !Policy.DemandResIdx)
+    return;
+
+  const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
+  for (TargetSchedModel::ProcResIter
+         PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
+         PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
+    if (PI->ProcResourceIdx == Policy.ReduceResIdx)
+      ResDelta.CritResources += PI->Cycles;
+    if (PI->ProcResourceIdx == Policy.DemandResIdx)
+      ResDelta.DemandedResources += PI->Cycles;
+  }
+}
 
-  // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
-  if (LHS.Excess.UnitIncrease != RHS.Excess.UnitIncrease)
-    return LHS.Excess.UnitIncrease < RHS.Excess.UnitIncrease;
+
+/// Return true if this heuristic determines order.
+static bool tryLess(int TryVal, int CandVal,
+                    ConvergingScheduler::SchedCandidate &TryCand,
+                    ConvergingScheduler::SchedCandidate &Cand,
+                    ConvergingScheduler::CandReason Reason) {
+  if (TryVal < CandVal) {
+    TryCand.Reason = Reason;
+    return true;
+  }
+  if (TryVal > CandVal) {
+    if (Cand.Reason > Reason)
+      Cand.Reason = Reason;
+    return true;
+  }
+  Cand.setRepeat(Reason);
+  return false;
+}
+
+static bool tryGreater(int TryVal, int CandVal,
+                       ConvergingScheduler::SchedCandidate &TryCand,
+                       ConvergingScheduler::SchedCandidate &Cand,
+                       ConvergingScheduler::CandReason Reason) {
+  if (TryVal > CandVal) {
+    TryCand.Reason = Reason;
+    return true;
+  }
+  if (TryVal < CandVal) {
+    if (Cand.Reason > Reason)
+      Cand.Reason = Reason;
+    return true;
+  }
+  Cand.setRepeat(Reason);
+  return false;
+}
+
+static unsigned getWeakLeft(const SUnit *SU, bool isTop) {
+  return (isTop) ? SU->WeakPredsLeft : SU->WeakSuccsLeft;
+}
+
+/// Minimize physical register live ranges. Regalloc wants them adjacent to
+/// their physreg def/use.
+///
+/// FIXME: This is an unnecessary check on the critical path. Most are root/leaf
+/// copies which can be prescheduled. The rest (e.g. x86 MUL) could be bundled
+/// with the operation that produces or consumes the physreg. We'll do this when
+/// regalloc has support for parallel copies.
+static int biasPhysRegCopy(const SUnit *SU, bool isTop) {
+  const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
+  if (!MI->isCopy())
+    return 0;
+
+  unsigned ScheduledOper = isTop ? 1 : 0;
+  unsigned UnscheduledOper = isTop ? 0 : 1;
+  // If we have already scheduled the physreg produce/consumer, immediately
+  // schedule the copy.
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(
+        MI->getOperand(ScheduledOper).getReg()))
+    return 1;
+  // If the physreg is at the boundary, defer it. Otherwise schedule it
+  // immediately to free the dependent. We can hoist the copy later.
+  bool AtBoundary = isTop ? !SU->NumSuccsLeft : !SU->NumPredsLeft;
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(
+        MI->getOperand(UnscheduledOper).getReg()))
+    return AtBoundary ? -1 : 1;
+  return 0;
+}
+
+/// Apply a set of heursitics to a new candidate. Heuristics are currently
+/// hierarchical. This may be more efficient than a graduated cost model because
+/// we don't need to evaluate all aspects of the model for each node in the
+/// queue. But it's really done to make the heuristics easier to debug and
+/// statistically analyze.
+///
+/// \param Cand provides the policy and current best candidate.
+/// \param TryCand refers to the next SUnit candidate, otherwise uninitialized.
+/// \param Zone describes the scheduled zone that we are extending.
+/// \param RPTracker describes reg pressure within the scheduled zone.
+/// \param TempTracker is a scratch pressure tracker to reuse in queries.
+void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
+                                       SchedCandidate &TryCand,
+                                       SchedBoundary &Zone,
+                                       const RegPressureTracker &RPTracker,
+                                       RegPressureTracker &TempTracker) {
+
+  // Always initialize TryCand's RPDelta.
+  TempTracker.getMaxPressureDelta(TryCand.SU->getInstr(), TryCand.RPDelta,
+                                  DAG->getRegionCriticalPSets(),
+                                  DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
+
+  // Initialize the candidate if needed.
+  if (!Cand.isValid()) {
+    TryCand.Reason = NodeOrder;
+    return;
+  }
+
+  if (tryGreater(biasPhysRegCopy(TryCand.SU, Zone.isTop()),
+                 biasPhysRegCopy(Cand.SU, Zone.isTop()),
+                 TryCand, Cand, PhysRegCopy))
+    return;
+
+  // Avoid exceeding the target's limit.
+  if (tryLess(TryCand.RPDelta.Excess.UnitIncrease,
+              Cand.RPDelta.Excess.UnitIncrease, TryCand, Cand, RegExcess))
+    return;
 
   // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
-  if (LHS.CriticalMax.UnitIncrease != RHS.CriticalMax.UnitIncrease)
-    return LHS.CriticalMax.UnitIncrease < RHS.CriticalMax.UnitIncrease;
+  if (tryLess(TryCand.RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease,
+              Cand.RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease,
+              TryCand, Cand, RegCritical))
+    return;
+
+  // Keep clustered nodes together to encourage downstream peephole
+  // optimizations which may reduce resource requirements.
+  //
+  // This is a best effort to set things up for a post-RA pass. Optimizations
+  // like generating loads of multiple registers should ideally be done within
+  // the scheduler pass by combining the loads during DAG postprocessing.
+  const SUnit *NextClusterSU =
+    Zone.isTop() ? DAG->getNextClusterSucc() : DAG->getNextClusterPred();
+  if (tryGreater(TryCand.SU == NextClusterSU, Cand.SU == NextClusterSU,
+                 TryCand, Cand, Cluster))
+    return;
 
+  // Weak edges are for clustering and other constraints.
+  if (tryLess(getWeakLeft(TryCand.SU, Zone.isTop()),
+              getWeakLeft(Cand.SU, Zone.isTop()),
+              TryCand, Cand, Weak)) {
+    return;
+  }
   // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
-  if (LHS.CurrentMax.UnitIncrease != RHS.CurrentMax.UnitIncrease)
-    return LHS.CurrentMax.UnitIncrease < RHS.CurrentMax.UnitIncrease;
+  if (tryLess(TryCand.RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease,
+              Cand.RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease, TryCand, Cand, RegMax))
+    return;
 
-  return false;
+  // Avoid critical resource consumption and balance the schedule.
+  TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
+  if (tryLess(TryCand.ResDelta.CritResources, Cand.ResDelta.CritResources,
+              TryCand, Cand, ResourceReduce))
+    return;
+  if (tryGreater(TryCand.ResDelta.DemandedResources,
+                 Cand.ResDelta.DemandedResources,
+                 TryCand, Cand, ResourceDemand))
+    return;
+
+  // Avoid serializing long latency dependence chains.
+  if (Cand.Policy.ReduceLatency) {
+    if (Zone.isTop()) {
+      if (Cand.SU->getDepth() > Zone.getScheduledLatency()) {
+        if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
+                    TryCand, Cand, TopDepthReduce))
+          return;
+      }
+      if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
+                     TryCand, Cand, TopPathReduce))
+        return;
+    }
+    else {
+      if (Cand.SU->getHeight() > Zone.getScheduledLatency()) {
+        if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
+                    TryCand, Cand, BotHeightReduce))
+          return;
+      }
+      if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
+                     TryCand, Cand, BotPathReduce))
+        return;
+    }
+  }
+
+  // Prefer immediate defs/users of the last scheduled instruction. This is a
+  // local pressure avoidance strategy that also makes the machine code
+  // readable.
+  if (tryGreater(Zone.NextSUs.count(TryCand.SU), Zone.NextSUs.count(Cand.SU),
+                 TryCand, Cand, NextDefUse))
+    return;
+
+  // Fall through to original instruction order.
+  if ((Zone.isTop() && TryCand.SU->NodeNum < Cand.SU->NodeNum)
+      || (!Zone.isTop() && TryCand.SU->NodeNum > Cand.SU->NodeNum)) {
+    TryCand.Reason = NodeOrder;
+  }
+}
+
+#ifndef NDEBUG
+const char *ConvergingScheduler::getReasonStr(
+  ConvergingScheduler::CandReason Reason) {
+  switch (Reason) {
+  case NoCand:         return "NOCAND    ";
+  case PhysRegCopy:    return "PREG-COPY";
+  case RegExcess:      return "REG-EXCESS";
+  case RegCritical:    return "REG-CRIT  ";
+  case Cluster:        return "CLUSTER   ";
+  case Weak:           return "WEAK      ";
+  case RegMax:         return "REG-MAX   ";
+  case ResourceReduce: return "RES-REDUCE";
+  case ResourceDemand: return "RES-DEMAND";
+  case TopDepthReduce: return "TOP-DEPTH ";
+  case TopPathReduce:  return "TOP-PATH  ";
+  case BotHeightReduce:return "BOT-HEIGHT";
+  case BotPathReduce:  return "BOT-PATH  ";
+  case NextDefUse:     return "DEF-USE   ";
+  case NodeOrder:      return "ORDER     ";
+  };
+  llvm_unreachable("Unknown reason!");
+}
+
+void ConvergingScheduler::traceCandidate(const SchedCandidate &Cand) {
+  PressureElement P;
+  unsigned ResIdx = 0;
+  unsigned Latency = 0;
+  switch (Cand.Reason) {
+  default:
+    break;
+  case RegExcess:
+    P = Cand.RPDelta.Excess;
+    break;
+  case RegCritical:
+    P = Cand.RPDelta.CriticalMax;
+    break;
+  case RegMax:
+    P = Cand.RPDelta.CurrentMax;
+    break;
+  case ResourceReduce:
+    ResIdx = Cand.Policy.ReduceResIdx;
+    break;
+  case ResourceDemand:
+    ResIdx = Cand.Policy.DemandResIdx;
+    break;
+  case TopDepthReduce:
+    Latency = Cand.SU->getDepth();
+    break;
+  case TopPathReduce:
+    Latency = Cand.SU->getHeight();
+    break;
+  case BotHeightReduce:
+    Latency = Cand.SU->getHeight();
+    break;
+  case BotPathReduce:
+    Latency = Cand.SU->getDepth();
+    break;
+  }
+  dbgs() << "  SU(" << Cand.SU->NodeNum << ") " << getReasonStr(Cand.Reason);
+  if (P.isValid())
+    dbgs() << " " << TRI->getRegPressureSetName(P.PSetID)
+           << ":" << P.UnitIncrease << " ";
+  else
+    dbgs() << "      ";
+  if (ResIdx)
+    dbgs() << " " << SchedModel->getProcResource(ResIdx)->Name << " ";
+  else
+    dbgs() << "         ";
+  if (Latency)
+    dbgs() << " " << Latency << " cycles ";
+  else
+    dbgs() << "          ";
+  dbgs() << '\n';
 }
+#endif
 
 /// Pick the best candidate from the top queue.
 ///
 /// TODO: getMaxPressureDelta results can be mostly cached for each SUnit during
 /// DAG building. To adjust for the current scheduling location we need to
 /// maintain the number of vreg uses remaining to be top-scheduled.
-ConvergingScheduler::CandResult ConvergingScheduler::
-pickNodeFromQueue(ReadyQueue &Q, const RegPressureTracker &RPTracker,
-                  SchedCandidate &Candidate) {
+void ConvergingScheduler::pickNodeFromQueue(SchedBoundary &Zone,
+                                            const RegPressureTracker &RPTracker,
+                                            SchedCandidate &Cand) {
+  ReadyQueue &Q = Zone.Available;
+
   DEBUG(Q.dump());
 
   // getMaxPressureDelta temporarily modifies the tracker.
   RegPressureTracker &TempTracker = const_cast<RegPressureTracker&>(RPTracker);
 
-  // BestSU remains NULL if no top candidates beat the best existing candidate.
-  CandResult FoundCandidate = NoCand;
   for (ReadyQueue::iterator I = Q.begin(), E = Q.end(); I != E; ++I) {
-    RegPressureDelta RPDelta;
-    TempTracker.getMaxPressureDelta((*I)->getInstr(), RPDelta,
-                                    DAG->getRegionCriticalPSets(),
-                                    DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
-
-    // Initialize the candidate if needed.
-    if (!Candidate.SU) {
-      Candidate.SU = *I;
-      Candidate.RPDelta = RPDelta;
-      FoundCandidate = NodeOrder;
-      continue;
-    }
-    // Avoid exceeding the target's limit.
-    if (RPDelta.Excess.UnitIncrease < Candidate.RPDelta.Excess.UnitIncrease) {
-      DEBUG(traceCandidate("ECAND", Q, *I, RPDelta.Excess));
-      Candidate.SU = *I;
-      Candidate.RPDelta = RPDelta;
-      FoundCandidate = SingleExcess;
-      continue;
-    }
-    if (RPDelta.Excess.UnitIncrease > Candidate.RPDelta.Excess.UnitIncrease)
-      continue;
-    if (FoundCandidate == SingleExcess)
-      FoundCandidate = MultiPressure;
-
-    // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
-    if (RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease
-        < Candidate.RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease) {
-      DEBUG(traceCandidate("PCAND", Q, *I, RPDelta.CriticalMax));
-      Candidate.SU = *I;
-      Candidate.RPDelta = RPDelta;
-      FoundCandidate = SingleCritical;
-      continue;
-    }
-    if (RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease
-        > Candidate.RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease)
-      continue;
-    if (FoundCandidate == SingleCritical)
-      FoundCandidate = MultiPressure;
-
-    // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
-    if (RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease
-        < Candidate.RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease) {
-      DEBUG(traceCandidate("MCAND", Q, *I, RPDelta.CurrentMax));
-      Candidate.SU = *I;
-      Candidate.RPDelta = RPDelta;
-      FoundCandidate = SingleMax;
-      continue;
-    }
-    if (RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease
-        > Candidate.RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease)
-      continue;
-    if (FoundCandidate == SingleMax)
-      FoundCandidate = MultiPressure;
 
-    // Fall through to original instruction order.
-    // Only consider node order if Candidate was chosen from this Q.
-    if (FoundCandidate == NoCand)
-      continue;
-
-    if ((Q.getID() == TopQID && (*I)->NodeNum < Candidate.SU->NodeNum)
-        || (Q.getID() == BotQID && (*I)->NodeNum > Candidate.SU->NodeNum)) {
-      DEBUG(traceCandidate("NCAND", Q, *I));
-      Candidate.SU = *I;
-      Candidate.RPDelta = RPDelta;
-      FoundCandidate = NodeOrder;
+    SchedCandidate TryCand(Cand.Policy);
+    TryCand.SU = *I;
+    tryCandidate(Cand, TryCand, Zone, RPTracker, TempTracker);
+    if (TryCand.Reason != NoCand) {
+      // Initialize resource delta if needed in case future heuristics query it.
+      if (TryCand.ResDelta == SchedResourceDelta())
+        TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
+      Cand.setBest(TryCand);
+      DEBUG(traceCandidate(Cand));
     }
   }
-  return FoundCandidate;
+}
+
+static void tracePick(const ConvergingScheduler::SchedCandidate &Cand,
+                      bool IsTop) {
+  DEBUG(dbgs() << "Pick " << (IsTop ? "Top " : "Bot ")
+        << ConvergingScheduler::getReasonStr(Cand.Reason) << '\n');
 }
 
 /// Pick the best candidate node from either the top or bottom queue.
-SUnit *ConvergingScheduler::pickNodeBidrectional(bool &IsTopNode) {
+SUnit *ConvergingScheduler::pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode) {
   // Schedule as far as possible in the direction of no choice. This is most
   // efficient, but also provides the best heuristics for CriticalPSets.
   if (SUnit *SU = Bot.pickOnlyChoice()) {
     IsTopNode = false;
+    DEBUG(dbgs() << "Pick Bot NOCAND\n");
     return SU;
   }
   if (SUnit *SU = Top.pickOnlyChoice()) {
     IsTopNode = true;
+    DEBUG(dbgs() << "Pick Top NOCAND\n");
     return SU;
   }
-  SchedCandidate BotCand;
+  CandPolicy NoPolicy;
+  SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
+  SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
+  Bot.setPolicy(BotCand.Policy, Top);
+  Top.setPolicy(TopCand.Policy, Bot);
+
   // Prefer bottom scheduling when heuristics are silent.
-  CandResult BotResult = pickNodeFromQueue(Bot.Available,
-                                           DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
-  assert(BotResult != NoCand && "failed to find the first candidate");
+  pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
+  assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
 
   // If either Q has a single candidate that provides the least increase in
   // Excess pressure, we can immediately schedule from that Q.
@@ -1088,37 +2316,27 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNodeBidrectional(bool &IsTopNode) {
   // affects picking from either Q. If scheduling in one direction must
   // increase pressure for one of the excess PSets, then schedule in that
   // direction first to provide more freedom in the other direction.
-  if (BotResult == SingleExcess || BotResult == SingleCritical) {
+  if ((BotCand.Reason == RegExcess && !BotCand.isRepeat(RegExcess))
+      || (BotCand.Reason == RegCritical
+          && !BotCand.isRepeat(RegCritical)))
+  {
     IsTopNode = false;
+    tracePick(BotCand, IsTopNode);
     return BotCand.SU;
   }
   // Check if the top Q has a better candidate.
-  SchedCandidate TopCand;
-  CandResult TopResult = pickNodeFromQueue(Top.Available,
-                                           DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
-  assert(TopResult != NoCand && "failed to find the first candidate");
+  pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
+  assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
 
-  if (TopResult == SingleExcess || TopResult == SingleCritical) {
-    IsTopNode = true;
-    return TopCand.SU;
-  }
-  // If either Q has a single candidate that minimizes pressure above the
-  // original region's pressure pick it.
-  if (BotResult == SingleMax) {
-    IsTopNode = false;
-    return BotCand.SU;
-  }
-  if (TopResult == SingleMax) {
+  // Choose the queue with the most important (lowest enum) reason.
+  if (TopCand.Reason < BotCand.Reason) {
     IsTopNode = true;
+    tracePick(TopCand, IsTopNode);
     return TopCand.SU;
   }
-  // Check for a salient pressure difference and pick the best from either side.
-  if (compareRPDelta(TopCand.RPDelta, BotCand.RPDelta)) {
-    IsTopNode = true;
-    return TopCand.SU;
-  }
-  // Otherwise prefer the bottom candidate in node order.
+  // Otherwise prefer the bottom candidate, in node order if all else failed.
   IsTopNode = false;
+  tracePick(BotCand, IsTopNode);
   return BotCand.SU;
 }
 
@@ -1134,11 +2352,10 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
     if (ForceTopDown) {
       SU = Top.pickOnlyChoice();
       if (!SU) {
-        SchedCandidate TopCand;
-        CandResult TopResult =
-          pickNodeFromQueue(Top.Available, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
-        assert(TopResult != NoCand && "failed to find the first candidate");
-        (void)TopResult;
+        CandPolicy NoPolicy;
+        SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
+        pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
+        assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
         SU = TopCand.SU;
       }
       IsTopNode = true;
@@ -1146,17 +2363,16 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
     else if (ForceBottomUp) {
       SU = Bot.pickOnlyChoice();
       if (!SU) {
-        SchedCandidate BotCand;
-        CandResult BotResult =
-          pickNodeFromQueue(Bot.Available, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
-        assert(BotResult != NoCand && "failed to find the first candidate");
-        (void)BotResult;
+        CandPolicy NoPolicy;
+        SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
+        pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
+        assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
         SU = BotCand.SU;
       }
       IsTopNode = false;
     }
     else {
-      SU = pickNodeBidrectional(IsTopNode);
+      SU = pickNodeBidirectional(IsTopNode);
     }
   } while (SU->isScheduled);
 
@@ -1165,24 +2381,53 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
   if (SU->isBottomReady())
     Bot.removeReady(SU);
 
-  DEBUG(dbgs() << "*** " << (IsTopNode ? "Top" : "Bottom")
-        << " Scheduling Instruction in cycle "
-        << (IsTopNode ? Top.CurrCycle : Bot.CurrCycle) << '\n';
-        SU->dump(DAG));
+  DEBUG(dbgs() << "Scheduling SU(" << SU->NodeNum << ") " << *SU->getInstr());
   return SU;
 }
 
+void ConvergingScheduler::reschedulePhysRegCopies(SUnit *SU, bool isTop) {
+
+  MachineBasicBlock::iterator InsertPos = SU->getInstr();
+  if (!isTop)
+    ++InsertPos;
+  SmallVectorImpl<SDep> &Deps = isTop ? SU->Preds : SU->Succs;
+
+  // Find already scheduled copies with a single physreg dependence and move
+  // them just above the scheduled instruction.
+  for (SmallVectorImpl<SDep>::iterator I = Deps.begin(), E = Deps.end();
+       I != E; ++I) {
+    if (I->getKind() != SDep::Data || !TRI->isPhysicalRegister(I->getReg()))
+      continue;
+    SUnit *DepSU = I->getSUnit();
+    if (isTop ? DepSU->Succs.size() > 1 : DepSU->Preds.size() > 1)
+      continue;
+    MachineInstr *Copy = DepSU->getInstr();
+    if (!Copy->isCopy())
+      continue;
+    DEBUG(dbgs() << "  Rescheduling physreg copy ";
+          I->getSUnit()->dump(DAG));
+    DAG->moveInstruction(Copy, InsertPos);
+  }
+}
+
 /// Update the scheduler's state after scheduling a node. This is the same node
 /// that was just returned by pickNode(). However, ScheduleDAGMI needs to update
 /// it's state based on the current cycle before MachineSchedStrategy does.
+///
+/// FIXME: Eventually, we may bundle physreg copies rather than rescheduling
+/// them here. See comments in biasPhysRegCopy.
 void ConvergingScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
   if (IsTopNode) {
-    SU->TopReadyCycle = Top.CurrCycle;
+    SU->TopReadyCycle = std::max(SU->TopReadyCycle, Top.CurrCycle);
     Top.bumpNode(SU);
+    if (SU->hasPhysRegUses)
+      reschedulePhysRegCopies(SU, true);
   }
   else {
-    SU->BotReadyCycle = Bot.CurrCycle;
+    SU->BotReadyCycle = std::max(SU->BotReadyCycle, Bot.CurrCycle);
     Bot.bumpNode(SU);
+    if (SU->hasPhysRegDefs)
+      reschedulePhysRegCopies(SU, false);
   }
 }
 
@@ -1191,12 +2436,142 @@ void ConvergingScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
 static ScheduleDAGInstrs *createConvergingSched(MachineSchedContext *C) {
   assert((!ForceTopDown || !ForceBottomUp) &&
          "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
-  return new ScheduleDAGMI(C, new ConvergingScheduler());
+  ScheduleDAGMI *DAG = new ScheduleDAGMI(C, new ConvergingScheduler());
+  // Register DAG post-processors.
+  //
+  // FIXME: extend the mutation API to allow earlier mutations to instantiate
+  // data and pass it to later mutations. Have a single mutation that gathers
+  // the interesting nodes in one pass.
+  DAG->addMutation(new CopyConstrain(DAG->TII, DAG->TRI));
+  if (EnableLoadCluster)
+    DAG->addMutation(new LoadClusterMutation(DAG->TII, DAG->TRI));
+  if (EnableMacroFusion)
+    DAG->addMutation(new MacroFusion(DAG->TII));
+  return DAG;
 }
 static MachineSchedRegistry
 ConvergingSchedRegistry("converge", "Standard converging scheduler.",
                         createConvergingSched);
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// ILP Scheduler. Currently for experimental analysis of heuristics.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+/// \brief Order nodes by the ILP metric.
+struct ILPOrder {
+  const SchedDFSResult *DFSResult;
+  const BitVector *ScheduledTrees;
+  bool MaximizeILP;
+
+  ILPOrder(bool MaxILP): DFSResult(0), ScheduledTrees(0), MaximizeILP(MaxILP) {}
+
+  /// \brief Apply a less-than relation on node priority.
+  ///
+  /// (Return true if A comes after B in the Q.)
+  bool operator()(const SUnit *A, const SUnit *B) const {
+    unsigned SchedTreeA = DFSResult->getSubtreeID(A);
+    unsigned SchedTreeB = DFSResult->getSubtreeID(B);
+    if (SchedTreeA != SchedTreeB) {
+      // Unscheduled trees have lower priority.
+      if (ScheduledTrees->test(SchedTreeA) != ScheduledTrees->test(SchedTreeB))
+        return ScheduledTrees->test(SchedTreeB);
+
+      // Trees with shallower connections have have lower priority.
+      if (DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeA)
+          != DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeB)) {
+        return DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeA)
+          < DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeB);
+      }
+    }
+    if (MaximizeILP)
+      return DFSResult->getILP(A) < DFSResult->getILP(B);
+    else
+      return DFSResult->getILP(A) > DFSResult->getILP(B);
+  }
+};
+
+/// \brief Schedule based on the ILP metric.
+class ILPScheduler : public MachineSchedStrategy {
+  /// In case all subtrees are eventually connected to a common root through
+  /// data dependence (e.g. reduction), place an upper limit on their size.
+  ///
+  /// FIXME: A subtree limit is generally good, but in the situation commented
+  /// above, where multiple similar subtrees feed a common root, we should
+  /// only split at a point where the resulting subtrees will be balanced.
+  /// (a motivating test case must be found).
+  static const unsigned SubtreeLimit = 16;
+
+  ScheduleDAGMI *DAG;
+  ILPOrder Cmp;
+
+  std::vector<SUnit*> ReadyQ;
+public:
+  ILPScheduler(bool MaximizeILP): DAG(0), Cmp(MaximizeILP) {}
+
+  virtual void initialize(ScheduleDAGMI *dag) {
+    DAG = dag;
+    DAG->computeDFSResult();
+    Cmp.DFSResult = DAG->getDFSResult();
+    Cmp.ScheduledTrees = &DAG->getScheduledTrees();
+    ReadyQ.clear();
+  }
+
+  virtual void registerRoots() {
+    // Restore the heap in ReadyQ with the updated DFS results.
+    std::make_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
+  }
+
+  /// Implement MachineSchedStrategy interface.
+  /// -----------------------------------------
+
+  /// Callback to select the highest priority node from the ready Q.
+  virtual SUnit *pickNode(bool &IsTopNode) {
+    if (ReadyQ.empty()) return NULL;
+    std::pop_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
+    SUnit *SU = ReadyQ.back();
+    ReadyQ.pop_back();
+    IsTopNode = false;
+    DEBUG(dbgs() << "Pick node " << "SU(" << SU->NodeNum << ") "
+          << " ILP: " << DAG->getDFSResult()->getILP(SU)
+          << " Tree: " << DAG->getDFSResult()->getSubtreeID(SU) << " @"
+          << DAG->getDFSResult()->getSubtreeLevel(
+            DAG->getDFSResult()->getSubtreeID(SU)) << '\n'
+          << "Scheduling " << *SU->getInstr());
+    return SU;
+  }
+
+  /// \brief Scheduler callback to notify that a new subtree is scheduled.
+  virtual void scheduleTree(unsigned SubtreeID) {
+    std::make_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
+  }
+
+  /// Callback after a node is scheduled. Mark a newly scheduled tree, notify
+  /// DFSResults, and resort the priority Q.
+  virtual void schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
+    assert(!IsTopNode && "SchedDFSResult needs bottom-up");
+  }
+
+  virtual void releaseTopNode(SUnit *) { /*only called for top roots*/ }
+
+  virtual void releaseBottomNode(SUnit *SU) {
+    ReadyQ.push_back(SU);
+    std::push_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
+  }
+};
+} // namespace
+
+static ScheduleDAGInstrs *createILPMaxScheduler(MachineSchedContext *C) {
+  return new ScheduleDAGMI(C, new ILPScheduler(true));
+}
+static ScheduleDAGInstrs *createILPMinScheduler(MachineSchedContext *C) {
+  return new ScheduleDAGMI(C, new ILPScheduler(false));
+}
+static MachineSchedRegistry ILPMaxRegistry(
+  "ilpmax", "Schedule bottom-up for max ILP", createILPMaxScheduler);
+static MachineSchedRegistry ILPMinRegistry(
+  "ilpmin", "Schedule bottom-up for min ILP", createILPMinScheduler);
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Machine Instruction Shuffler for Correctness Testing
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -1285,3 +2660,90 @@ static MachineSchedRegistry ShufflerRegistry(
   "shuffle", "Shuffle machine instructions alternating directions",
   createInstructionShuffler);
 #endif // !NDEBUG
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// GraphWriter support for ScheduleDAGMI.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef NDEBUG
+namespace llvm {
+
+template<> struct GraphTraits<
+  ScheduleDAGMI*> : public GraphTraits<ScheduleDAG*> {};
+
+template<>
+struct DOTGraphTraits<ScheduleDAGMI*> : public DefaultDOTGraphTraits {
+
+  DOTGraphTraits (bool isSimple=false) : DefaultDOTGraphTraits(isSimple) {}
+
+  static std::string getGraphName(const ScheduleDAG *G) {
+    return G->MF.getName();
+  }
+
+  static bool renderGraphFromBottomUp() {
+    return true;
+  }
+
+  static bool isNodeHidden(const SUnit *Node) {
+    return (Node->NumPreds > 10 || Node->NumSuccs > 10);
+  }
+
+  static bool hasNodeAddressLabel(const SUnit *Node,
+                                  const ScheduleDAG *Graph) {
+    return false;
+  }
+
+  /// If you want to override the dot attributes printed for a particular
+  /// edge, override this method.
+  static std::string getEdgeAttributes(const SUnit *Node,
+                                       SUnitIterator EI,
+                                       const ScheduleDAG *Graph) {
+    if (EI.isArtificialDep())
+      return "color=cyan,style=dashed";
+    if (EI.isCtrlDep())
+      return "color=blue,style=dashed";
+    return "";
+  }
+
+  static std::string getNodeLabel(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
+    std::string Str;
+    raw_string_ostream SS(Str);
+    SS << "SU(" << SU->NodeNum << ')';
+    return SS.str();
+  }
+  static std::string getNodeDescription(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
+    return G->getGraphNodeLabel(SU);
+  }
+
+  static std::string getNodeAttributes(const SUnit *N,
+                                       const ScheduleDAG *Graph) {
+    std::string Str("shape=Mrecord");
+    const SchedDFSResult *DFS =
+      static_cast<const ScheduleDAGMI*>(Graph)->getDFSResult();
+    if (DFS) {
+      Str += ",style=filled,fillcolor=\"#";
+      Str += DOT::getColorString(DFS->getSubtreeID(N));
+      Str += '"';
+    }
+    return Str;
+  }
+};
+} // namespace llvm
+#endif // NDEBUG
+
+/// viewGraph - Pop up a ghostview window with the reachable parts of the DAG
+/// rendered using 'dot'.
+///
+void ScheduleDAGMI::viewGraph(const Twine &Name, const Twine &Title) {
+#ifndef NDEBUG
+  ViewGraph(this, Name, false, Title);
+#else
+  errs() << "ScheduleDAGMI::viewGraph is only available in debug builds on "
+         << "systems with Graphviz or gv!\n";
+#endif  // NDEBUG
+}
+
+/// Out-of-line implementation with no arguments is handy for gdb.
+void ScheduleDAGMI::viewGraph() {
+  viewGraph(getDAGName(), "Scheduling-Units Graph for " + getDAGName());
+}