Use the 'count' attribute instead of the 'upper_bound' attribute.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / ScheduleDAGInstrs.cpp
index c47dddaf18992cdc47bca9117568258636510094..836349f6b78a97b5c7c51344ba954f85fe5f2834 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "sched-instrs"
-#include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
+#include "llvm/Operator.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterPressure.h"
+#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGILP.h"
+#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
+#include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetSubtarget.h"
-#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Format.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
-#include <map>
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  class VISIBILITY_HIDDEN LoopDependencies {
-    const MachineLoopInfo &MLI;
-    const MachineDominatorTree &MDT;
-
-  public:
-    typedef std::map<unsigned, std::pair<const MachineOperand *, unsigned> >
-      LoopDeps;
-    LoopDeps Deps;
-
-    LoopDependencies(const MachineLoopInfo &mli,
-                     const MachineDominatorTree &mdt) :
-      MLI(mli), MDT(mdt) {}
-
-    void VisitLoop(const MachineLoop *Loop) {
-      Deps.clear();
-      MachineBasicBlock *Header = Loop->getHeader();
-      SmallSet<unsigned, 8> LoopLiveIns;
-      for (MachineBasicBlock::livein_iterator LI = Header->livein_begin(),
-           LE = Header->livein_end(); LI != LE; ++LI)
-        LoopLiveIns.insert(*LI);
-
-      VisitRegion(MDT.getNode(Header), Loop, LoopLiveIns);
+static cl::opt<bool> EnableAASchedMI("enable-aa-sched-mi", cl::Hidden,
+    cl::ZeroOrMore, cl::init(false),
+    cl::desc("Enable use of AA during MI GAD construction"));
+
+ScheduleDAGInstrs::ScheduleDAGInstrs(MachineFunction &mf,
+                                     const MachineLoopInfo &mli,
+                                     const MachineDominatorTree &mdt,
+                                     bool IsPostRAFlag,
+                                     LiveIntervals *lis)
+  : ScheduleDAG(mf), MLI(mli), MDT(mdt), MFI(mf.getFrameInfo()), LIS(lis),
+    IsPostRA(IsPostRAFlag), CanHandleTerminators(false), FirstDbgValue(0) {
+  assert((IsPostRA || LIS) && "PreRA scheduling requires LiveIntervals");
+  DbgValues.clear();
+  assert(!(IsPostRA && MRI.getNumVirtRegs()) &&
+         "Virtual registers must be removed prior to PostRA scheduling");
+
+  const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+  SchedModel.init(*ST.getSchedModel(), &ST, TII);
+}
+
+/// getUnderlyingObjectFromInt - This is the function that does the work of
+/// looking through basic ptrtoint+arithmetic+inttoptr sequences.
+static const Value *getUnderlyingObjectFromInt(const Value *V) {
+  do {
+    if (const Operator *U = dyn_cast<Operator>(V)) {
+      // If we find a ptrtoint, we can transfer control back to the
+      // regular getUnderlyingObjectFromInt.
+      if (U->getOpcode() == Instruction::PtrToInt)
+        return U->getOperand(0);
+      // If we find an add of a constant or a multiplied value, it's
+      // likely that the other operand will lead us to the base
+      // object. We don't have to worry about the case where the
+      // object address is somehow being computed by the multiply,
+      // because our callers only care when the result is an
+      // identifiable object.
+      if (U->getOpcode() != Instruction::Add ||
+          (!isa<ConstantInt>(U->getOperand(1)) &&
+           Operator::getOpcode(U->getOperand(1)) != Instruction::Mul))
+        return V;
+      V = U->getOperand(0);
+    } else {
+      return V;
+    }
+    assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Unexpected operand type!");
+  } while (1);
+}
+
+/// getUnderlyingObject - This is a wrapper around GetUnderlyingObject
+/// and adds support for basic ptrtoint+arithmetic+inttoptr sequences.
+static const Value *getUnderlyingObject(const Value *V) {
+  // First just call Value::getUnderlyingObject to let it do what it does.
+  do {
+    V = GetUnderlyingObject(V);
+    // If it found an inttoptr, use special code to continue climing.
+    if (Operator::getOpcode(V) != Instruction::IntToPtr)
+      break;
+    const Value *O = getUnderlyingObjectFromInt(cast<User>(V)->getOperand(0));
+    // If that succeeded in finding a pointer, continue the search.
+    if (!O->getType()->isPointerTy())
+      break;
+    V = O;
+  } while (1);
+  return V;
+}
+
+/// getUnderlyingObjectForInstr - If this machine instr has memory reference
+/// information and it can be tracked to a normal reference to a known
+/// object, return the Value for that object. Otherwise return null.
+static const Value *getUnderlyingObjectForInstr(const MachineInstr *MI,
+                                                const MachineFrameInfo *MFI,
+                                                bool &MayAlias) {
+  MayAlias = true;
+  if (!MI->hasOneMemOperand() ||
+      !(*MI->memoperands_begin())->getValue() ||
+      (*MI->memoperands_begin())->isVolatile())
+    return 0;
+
+  const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
+  if (!V)
+    return 0;
+
+  V = getUnderlyingObject(V);
+  if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
+    // For now, ignore PseudoSourceValues which may alias LLVM IR values
+    // because the code that uses this function has no way to cope with
+    // such aliases.
+    if (PSV->isAliased(MFI))
+      return 0;
+
+    MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
+    return V;
+  }
+
+  if (isIdentifiedObject(V))
+    return V;
+
+  return 0;
+}
+
+void ScheduleDAGInstrs::startBlock(MachineBasicBlock *bb) {
+  BB = bb;
+}
+
+void ScheduleDAGInstrs::finishBlock() {
+  // Subclasses should no longer refer to the old block.
+  BB = 0;
+}
+
+/// Initialize the map with the number of registers.
+void Reg2SUnitsMap::setRegLimit(unsigned Limit) {
+  PhysRegSet.setUniverse(Limit);
+  SUnits.resize(Limit);
+}
+
+/// Clear the map without deallocating storage.
+void Reg2SUnitsMap::clear() {
+  for (const_iterator I = reg_begin(), E = reg_end(); I != E; ++I) {
+    SUnits[*I].clear();
+  }
+  PhysRegSet.clear();
+}
+
+/// Initialize the DAG and common scheduler state for the current scheduling
+/// region. This does not actually create the DAG, only clears it. The
+/// scheduling driver may call BuildSchedGraph multiple times per scheduling
+/// region.
+void ScheduleDAGInstrs::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
+                                    MachineBasicBlock::iterator begin,
+                                    MachineBasicBlock::iterator end,
+                                    unsigned endcount) {
+  assert(bb == BB && "startBlock should set BB");
+  RegionBegin = begin;
+  RegionEnd = end;
+  EndIndex = endcount;
+  MISUnitMap.clear();
+
+  ScheduleDAG::clearDAG();
+}
+
+/// Close the current scheduling region. Don't clear any state in case the
+/// driver wants to refer to the previous scheduling region.
+void ScheduleDAGInstrs::exitRegion() {
+  // Nothing to do.
+}
+
+/// addSchedBarrierDeps - Add dependencies from instructions in the current
+/// list of instructions being scheduled to scheduling barrier by adding
+/// the exit SU to the register defs and use list. This is because we want to
+/// make sure instructions which define registers that are either used by
+/// the terminator or are live-out are properly scheduled. This is
+/// especially important when the definition latency of the return value(s)
+/// are too high to be hidden by the branch or when the liveout registers
+/// used by instructions in the fallthrough block.
+void ScheduleDAGInstrs::addSchedBarrierDeps() {
+  MachineInstr *ExitMI = RegionEnd != BB->end() ? &*RegionEnd : 0;
+  ExitSU.setInstr(ExitMI);
+  bool AllDepKnown = ExitMI &&
+    (ExitMI->isCall() || ExitMI->isBarrier());
+  if (ExitMI && AllDepKnown) {
+    // If it's a call or a barrier, add dependencies on the defs and uses of
+    // instruction.
+    for (unsigned i = 0, e = ExitMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      const MachineOperand &MO = ExitMI->getOperand(i);
+      if (!MO.isReg() || MO.isDef()) continue;
+      unsigned Reg = MO.getReg();
+      if (Reg == 0) continue;
+
+      if (TRI->isPhysicalRegister(Reg))
+        Uses[Reg].push_back(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1));
+      else {
+        assert(!IsPostRA && "Virtual register encountered after regalloc.");
+        addVRegUseDeps(&ExitSU, i);
+      }
     }
+  } else {
+    // For others, e.g. fallthrough, conditional branch, assume the exit
+    // uses all the registers that are livein to the successor blocks.
+    assert(Uses.empty() && "Uses in set before adding deps?");
+    for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
+           SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
+      for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = (*SI)->livein_begin(),
+             E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
+        unsigned Reg = *I;
+        if (!Uses.contains(Reg))
+          Uses[Reg].push_back(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1));
+      }
+  }
+}
 
-  private:
-    void VisitRegion(const MachineDomTreeNode *Node,
-                     const MachineLoop *Loop,
-                     const SmallSet<unsigned, 8> &LoopLiveIns) {
-      MachineBasicBlock *MBB = Node->getBlock();
-      if (!Loop->contains(MBB)) return;
-
-      unsigned Count = 0;
-      for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->begin(), E = MBB->end();
-           I != E; ++I, ++Count) {
-        const MachineInstr *MI = I;
-        for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-          const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-          if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
-            continue;
-          unsigned MOReg = MO.getReg();
-          if (LoopLiveIns.count(MOReg))
-            Deps.insert(std::make_pair(MOReg, std::make_pair(&MO, Count)));
+/// MO is an operand of SU's instruction that defines a physical register. Add
+/// data dependencies from SU to any uses of the physical register.
+void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
+  const MachineOperand &MO = SU->getInstr()->getOperand(OperIdx);
+  assert(MO.isDef() && "expect physreg def");
+
+  // Ask the target if address-backscheduling is desirable, and if so how much.
+  const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+
+  for (MCRegAliasIterator Alias(MO.getReg(), TRI, true);
+       Alias.isValid(); ++Alias) {
+    if (!Uses.contains(*Alias))
+      continue;
+    std::vector<PhysRegSUOper> &UseList = Uses[*Alias];
+    for (unsigned i = 0, e = UseList.size(); i != e; ++i) {
+      SUnit *UseSU = UseList[i].SU;
+      if (UseSU == SU)
+        continue;
+
+      // Adjust the dependence latency using operand def/use information,
+      // then allow the target to perform its own adjustments.
+      int UseOp = UseList[i].OpIdx;
+      MachineInstr *RegUse = 0;
+      SDep Dep;
+      if (UseOp < 0)
+        Dep = SDep(SU, SDep::Artificial);
+      else {
+        Dep = SDep(SU, SDep::Data, *Alias);
+        RegUse = UseSU->getInstr();
+        Dep.setMinLatency(
+          SchedModel.computeOperandLatency(SU->getInstr(), OperIdx,
+                                           RegUse, UseOp, /*FindMin=*/true));
+      }
+      Dep.setLatency(
+        SchedModel.computeOperandLatency(SU->getInstr(), OperIdx,
+                                         RegUse, UseOp, /*FindMin=*/false));
+
+      ST.adjustSchedDependency(SU, UseSU, Dep);
+      UseSU->addPred(Dep);
+    }
+  }
+}
+
+/// addPhysRegDeps - Add register dependencies (data, anti, and output) from
+/// this SUnit to following instructions in the same scheduling region that
+/// depend the physical register referenced at OperIdx.
+void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
+  const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
+  const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OperIdx);
+
+  // Optionally add output and anti dependencies. For anti
+  // dependencies we use a latency of 0 because for a multi-issue
+  // target we want to allow the defining instruction to issue
+  // in the same cycle as the using instruction.
+  // TODO: Using a latency of 1 here for output dependencies assumes
+  //       there's no cost for reusing registers.
+  SDep::Kind Kind = MO.isUse() ? SDep::Anti : SDep::Output;
+  for (MCRegAliasIterator Alias(MO.getReg(), TRI, true);
+       Alias.isValid(); ++Alias) {
+    if (!Defs.contains(*Alias))
+      continue;
+    std::vector<PhysRegSUOper> &DefList = Defs[*Alias];
+    for (unsigned i = 0, e = DefList.size(); i != e; ++i) {
+      SUnit *DefSU = DefList[i].SU;
+      if (DefSU == &ExitSU)
+        continue;
+      if (DefSU != SU &&
+          (Kind != SDep::Output || !MO.isDead() ||
+           !DefSU->getInstr()->registerDefIsDead(*Alias))) {
+        if (Kind == SDep::Anti)
+          DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, /*Reg=*/*Alias));
+        else {
+          SDep Dep(SU, Kind, /*Reg=*/*Alias);
+          unsigned OutLatency =
+            SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr());
+          Dep.setMinLatency(OutLatency);
+          Dep.setLatency(OutLatency);
+          DefSU->addPred(Dep);
         }
       }
+    }
+  }
+
+  if (!MO.isDef()) {
+    // Either insert a new Reg2SUnits entry with an empty SUnits list, or
+    // retrieve the existing SUnits list for this register's uses.
+    // Push this SUnit on the use list.
+    Uses[MO.getReg()].push_back(PhysRegSUOper(SU, OperIdx));
+  }
+  else {
+    addPhysRegDataDeps(SU, OperIdx);
+
+    // Either insert a new Reg2SUnits entry with an empty SUnits list, or
+    // retrieve the existing SUnits list for this register's defs.
+    std::vector<PhysRegSUOper> &DefList = Defs[MO.getReg()];
 
-      const std::vector<MachineDomTreeNode*> &Children = Node->getChildren();
-      for (unsigned I = 0, E = Children.size(); I != E; ++I)
-        VisitRegion(Children[I], Loop, LoopLiveIns);
+    // clear this register's use list
+    if (Uses.contains(MO.getReg()))
+      Uses[MO.getReg()].clear();
+
+    if (!MO.isDead())
+      DefList.clear();
+
+    // Calls will not be reordered because of chain dependencies (see
+    // below). Since call operands are dead, calls may continue to be added
+    // to the DefList making dependence checking quadratic in the size of
+    // the block. Instead, we leave only one call at the back of the
+    // DefList.
+    if (SU->isCall) {
+      while (!DefList.empty() && DefList.back().SU->isCall)
+        DefList.pop_back();
     }
-  };
+    // Defs are pushed in the order they are visited and never reordered.
+    DefList.push_back(PhysRegSUOper(SU, OperIdx));
+  }
 }
 
-ScheduleDAGInstrs::ScheduleDAGInstrs(MachineBasicBlock *bb,
-                                     const TargetMachine &tm,
-                                     const MachineLoopInfo &mli,
-                                     const MachineDominatorTree &mdt)
-  : ScheduleDAG(0, bb, tm), MLI(mli), MDT(mdt) {}
+/// addVRegDefDeps - Add register output and data dependencies from this SUnit
+/// to instructions that occur later in the same scheduling region if they read
+/// from or write to the virtual register defined at OperIdx.
+///
+/// TODO: Hoist loop induction variable increments. This has to be
+/// reevaluated. Generally, IV scheduling should be done before coalescing.
+void ScheduleDAGInstrs::addVRegDefDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
+  const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
+  unsigned Reg = MI->getOperand(OperIdx).getReg();
+
+  // Singly defined vregs do not have output/anti dependencies.
+  // The current operand is a def, so we have at least one.
+  // Check here if there are any others...
+  if (MRI.hasOneDef(Reg))
+    return;
+
+  // Add output dependence to the next nearest def of this vreg.
+  //
+  // Unless this definition is dead, the output dependence should be
+  // transitively redundant with antidependencies from this definition's
+  // uses. We're conservative for now until we have a way to guarantee the uses
+  // are not eliminated sometime during scheduling. The output dependence edge
+  // is also useful if output latency exceeds def-use latency.
+  VReg2SUnitMap::iterator DefI = VRegDefs.find(Reg);
+  if (DefI == VRegDefs.end())
+    VRegDefs.insert(VReg2SUnit(Reg, SU));
+  else {
+    SUnit *DefSU = DefI->SU;
+    if (DefSU != SU && DefSU != &ExitSU) {
+      SDep Dep(SU, SDep::Output, Reg);
+      unsigned OutLatency =
+        SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr());
+      Dep.setMinLatency(OutLatency);
+      Dep.setLatency(OutLatency);
+      DefSU->addPred(Dep);
+    }
+    DefI->SU = SU;
+  }
+}
+
+/// addVRegUseDeps - Add a register data dependency if the instruction that
+/// defines the virtual register used at OperIdx is mapped to an SUnit. Add a
+/// register antidependency from this SUnit to instructions that occur later in
+/// the same scheduling region if they write the virtual register.
+///
+/// TODO: Handle ExitSU "uses" properly.
+void ScheduleDAGInstrs::addVRegUseDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
+  MachineInstr *MI = SU->getInstr();
+  unsigned Reg = MI->getOperand(OperIdx).getReg();
+
+  // Lookup this operand's reaching definition.
+  assert(LIS && "vreg dependencies requires LiveIntervals");
+  LiveRangeQuery LRQ(LIS->getInterval(Reg), LIS->getInstructionIndex(MI));
+  VNInfo *VNI = LRQ.valueIn();
+
+  // VNI will be valid because MachineOperand::readsReg() is checked by caller.
+  assert(VNI && "No value to read by operand");
+  MachineInstr *Def = LIS->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+  // Phis and other noninstructions (after coalescing) have a NULL Def.
+  if (Def) {
+    SUnit *DefSU = getSUnit(Def);
+    if (DefSU) {
+      // The reaching Def lives within this scheduling region.
+      // Create a data dependence.
+      SDep dep(DefSU, SDep::Data, Reg);
+      // Adjust the dependence latency using operand def/use information, then
+      // allow the target to perform its own adjustments.
+      int DefOp = Def->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
+      dep.setLatency(
+        SchedModel.computeOperandLatency(Def, DefOp, MI, OperIdx, false));
+      dep.setMinLatency(
+        SchedModel.computeOperandLatency(Def, DefOp, MI, OperIdx, true));
+
+      const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+      ST.adjustSchedDependency(DefSU, SU, const_cast<SDep &>(dep));
+      SU->addPred(dep);
+    }
+  }
+
+  // Add antidependence to the following def of the vreg it uses.
+  VReg2SUnitMap::iterator DefI = VRegDefs.find(Reg);
+  if (DefI != VRegDefs.end() && DefI->SU != SU)
+    DefI->SU->addPred(SDep(SU, SDep::Anti, Reg));
+}
+
+/// Return true if MI is an instruction we are unable to reason about
+/// (like a call or something with unmodeled side effects).
+static inline bool isGlobalMemoryObject(AliasAnalysis *AA, MachineInstr *MI) {
+  if (MI->isCall() || MI->hasUnmodeledSideEffects() ||
+      (MI->hasOrderedMemoryRef() &&
+       (!MI->mayLoad() || !MI->isInvariantLoad(AA))))
+    return true;
+  return false;
+}
+
+// This MI might have either incomplete info, or known to be unsafe
+// to deal with (i.e. volatile object).
+static inline bool isUnsafeMemoryObject(MachineInstr *MI,
+                                        const MachineFrameInfo *MFI) {
+  if (!MI || MI->memoperands_empty())
+    return true;
+  // We purposefully do no check for hasOneMemOperand() here
+  // in hope to trigger an assert downstream in order to
+  // finish implementation.
+  if ((*MI->memoperands_begin())->isVolatile() ||
+       MI->hasUnmodeledSideEffects())
+    return true;
+
+  const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
+  if (!V)
+    return true;
+
+  V = getUnderlyingObject(V);
+  if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
+    // Similarly to getUnderlyingObjectForInstr:
+    // For now, ignore PseudoSourceValues which may alias LLVM IR values
+    // because the code that uses this function has no way to cope with
+    // such aliases.
+    if (PSV->isAliased(MFI))
+      return true;
+  }
+  // Does this pointer refer to a distinct and identifiable object?
+  if (!isIdentifiedObject(V))
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+/// This returns true if the two MIs need a chain edge betwee them.
+/// If these are not even memory operations, we still may need
+/// chain deps between them. The question really is - could
+/// these two MIs be reordered during scheduling from memory dependency
+/// point of view.
+static bool MIsNeedChainEdge(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                             MachineInstr *MIa,
+                             MachineInstr *MIb) {
+  // Cover a trivial case - no edge is need to itself.
+  if (MIa == MIb)
+    return false;
+
+  if (isUnsafeMemoryObject(MIa, MFI) || isUnsafeMemoryObject(MIb, MFI))
+    return true;
+
+  // If we are dealing with two "normal" loads, we do not need an edge
+  // between them - they could be reordered.
+  if (!MIa->mayStore() && !MIb->mayStore())
+    return false;
+
+  // To this point analysis is generic. From here on we do need AA.
+  if (!AA)
+    return true;
+
+  MachineMemOperand *MMOa = *MIa->memoperands_begin();
+  MachineMemOperand *MMOb = *MIb->memoperands_begin();
+
+  // FIXME: Need to handle multiple memory operands to support all targets.
+  if (!MIa->hasOneMemOperand() || !MIb->hasOneMemOperand())
+    llvm_unreachable("Multiple memory operands.");
+
+  // The following interface to AA is fashioned after DAGCombiner::isAlias
+  // and operates with MachineMemOperand offset with some important
+  // assumptions:
+  //   - LLVM fundamentally assumes flat address spaces.
+  //   - MachineOperand offset can *only* result from legalization and
+  //     cannot affect queries other than the trivial case of overlap
+  //     checking.
+  //   - These offsets never wrap and never step outside
+  //     of allocated objects.
+  //   - There should never be any negative offsets here.
+  //
+  // FIXME: Modify API to hide this math from "user"
+  // FIXME: Even before we go to AA we can reason locally about some
+  // memory objects. It can save compile time, and possibly catch some
+  // corner cases not currently covered.
+
+  assert ((MMOa->getOffset() >= 0) && "Negative MachineMemOperand offset");
+  assert ((MMOb->getOffset() >= 0) && "Negative MachineMemOperand offset");
+
+  int64_t MinOffset = std::min(MMOa->getOffset(), MMOb->getOffset());
+  int64_t Overlapa = MMOa->getSize() + MMOa->getOffset() - MinOffset;
+  int64_t Overlapb = MMOb->getSize() + MMOb->getOffset() - MinOffset;
+
+  AliasAnalysis::AliasResult AAResult = AA->alias(
+  AliasAnalysis::Location(MMOa->getValue(), Overlapa,
+                          MMOa->getTBAAInfo()),
+  AliasAnalysis::Location(MMOb->getValue(), Overlapb,
+                          MMOb->getTBAAInfo()));
 
-void ScheduleDAGInstrs::BuildSchedUnits() {
-  SUnits.clear();
+  return (AAResult != AliasAnalysis::NoAlias);
+}
+
+/// This recursive function iterates over chain deps of SUb looking for
+/// "latest" node that needs a chain edge to SUa.
+static unsigned
+iterateChainSucc(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                 SUnit *SUa, SUnit *SUb, SUnit *ExitSU, unsigned *Depth,
+                 SmallPtrSet<const SUnit*, 16> &Visited) {
+  if (!SUa || !SUb || SUb == ExitSU)
+    return *Depth;
+
+  // Remember visited nodes.
+  if (!Visited.insert(SUb))
+      return *Depth;
+  // If there is _some_ dependency already in place, do not
+  // descend any further.
+  // TODO: Need to make sure that if that dependency got eliminated or ignored
+  // for any reason in the future, we would not violate DAG topology.
+  // Currently it does not happen, but makes an implicit assumption about
+  // future implementation.
+  //
+  // Independently, if we encounter node that is some sort of global
+  // object (like a call) we already have full set of dependencies to it
+  // and we can stop descending.
+  if (SUa->isSucc(SUb) ||
+      isGlobalMemoryObject(AA, SUb->getInstr()))
+    return *Depth;
+
+  // If we do need an edge, or we have exceeded depth budget,
+  // add that edge to the predecessors chain of SUb,
+  // and stop descending.
+  if (*Depth > 200 ||
+      MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SUa->getInstr(), SUb->getInstr())) {
+    SUb->addPred(SDep(SUa, SDep::MayAliasMem));
+    return *Depth;
+  }
+  // Track current depth.
+  (*Depth)++;
+  // Iterate over chain dependencies only.
+  for (SUnit::const_succ_iterator I = SUb->Succs.begin(), E = SUb->Succs.end();
+       I != E; ++I)
+    if (I->isCtrl())
+      iterateChainSucc (AA, MFI, SUa, I->getSUnit(), ExitSU, Depth, Visited);
+  return *Depth;
+}
+
+/// This function assumes that "downward" from SU there exist
+/// tail/leaf of already constructed DAG. It iterates downward and
+/// checks whether SU can be aliasing any node dominated
+/// by it.
+static void adjustChainDeps(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                            SUnit *SU, SUnit *ExitSU, std::set<SUnit *> &CheckList,
+                            unsigned LatencyToLoad) {
+  if (!SU)
+    return;
+
+  SmallPtrSet<const SUnit*, 16> Visited;
+  unsigned Depth = 0;
+
+  for (std::set<SUnit *>::iterator I = CheckList.begin(), IE = CheckList.end();
+       I != IE; ++I) {
+    if (SU == *I)
+      continue;
+    if (MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SU->getInstr(), (*I)->getInstr())) {
+      SDep Dep(SU, SDep::MayAliasMem);
+      Dep.setLatency(((*I)->getInstr()->mayLoad()) ? LatencyToLoad : 0);
+      (*I)->addPred(Dep);
+    }
+    // Now go through all the chain successors and iterate from them.
+    // Keep track of visited nodes.
+    for (SUnit::const_succ_iterator J = (*I)->Succs.begin(),
+         JE = (*I)->Succs.end(); J != JE; ++J)
+      if (J->isCtrl())
+        iterateChainSucc (AA, MFI, SU, J->getSUnit(),
+                          ExitSU, &Depth, Visited);
+  }
+}
+
+/// Check whether two objects need a chain edge, if so, add it
+/// otherwise remember the rejected SU.
+static inline
+void addChainDependency (AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                         SUnit *SUa, SUnit *SUb,
+                         std::set<SUnit *> &RejectList,
+                         unsigned TrueMemOrderLatency = 0,
+                         bool isNormalMemory = false) {
+  // If this is a false dependency,
+  // do not add the edge, but rememeber the rejected node.
+  if (!EnableAASchedMI ||
+      MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SUa->getInstr(), SUb->getInstr())) {
+    SDep Dep(SUa, isNormalMemory ? SDep::MayAliasMem : SDep::Barrier);
+    Dep.setLatency(TrueMemOrderLatency);
+    SUb->addPred(Dep);
+  }
+  else {
+    // Duplicate entries should be ignored.
+    RejectList.insert(SUb);
+    DEBUG(dbgs() << "\tReject chain dep between SU("
+          << SUa->NodeNum << ") and SU("
+          << SUb->NodeNum << ")\n");
+  }
+}
+
+/// Create an SUnit for each real instruction, numbered in top-down toplological
+/// order. The instruction order A < B, implies that no edge exists from B to A.
+///
+/// Map each real instruction to its SUnit.
+///
+/// After initSUnits, the SUnits vector cannot be resized and the scheduler may
+/// hang onto SUnit pointers. We may relax this in the future by using SUnit IDs
+/// instead of pointers.
+///
+/// MachineScheduler relies on initSUnits numbering the nodes by their order in
+/// the original instruction list.
+void ScheduleDAGInstrs::initSUnits() {
+  // We'll be allocating one SUnit for each real instruction in the region,
+  // which is contained within a basic block.
   SUnits.reserve(BB->size());
 
+  for (MachineBasicBlock::iterator I = RegionBegin; I != RegionEnd; ++I) {
+    MachineInstr *MI = I;
+    if (MI->isDebugValue())
+      continue;
+
+    SUnit *SU = newSUnit(MI);
+    MISUnitMap[MI] = SU;
+
+    SU->isCall = MI->isCall();
+    SU->isCommutable = MI->isCommutable();
+
+    // Assign the Latency field of SU using target-provided information.
+    SU->Latency = SchedModel.computeInstrLatency(SU->getInstr());
+  }
+}
+
+/// If RegPressure is non null, compute register pressure as a side effect. The
+/// DAG builder is an efficient place to do it because it already visits
+/// operands.
+void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
+                                        RegPressureTracker *RPTracker) {
+  // Create an SUnit for each real instruction.
+  initSUnits();
+
   // We build scheduling units by walking a block's instruction list from bottom
   // to top.
 
-  // Remember where defs and uses of each physical register are as we procede.
-  std::vector<SUnit *> Defs[TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister] = {};
-  std::vector<SUnit *> Uses[TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister] = {};
-
-  // Remember where unknown loads are after the most recent unknown store
-  // as we procede.
-  std::vector<SUnit *> PendingLoads;
-
-  // Remember where a generic side-effecting instruction is as we procede. If
-  // ChainMMO is null, this is assumed to have arbitrary side-effects. If
-  // ChainMMO is non-null, then Chain makes only a single memory reference.
-  SUnit *Chain = 0;
-  MachineMemOperand *ChainMMO = 0;
-
-  // Memory references to specific known memory locations are tracked so that
-  // they can be given more precise dependencies.
-  std::map<const Value *, SUnit *> MemDefs;
-  std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> > MemUses;
-
-  // Terminators can perform control transfers, we we need to make sure that
-  // all the work of the block is done before the terminator.
-  SUnit *Terminator = 0;
-
-  LoopDependencies LoopRegs(MLI, MDT);
-
-  // Track which regs are live into a loop, to help guide back-edge-aware
-  // scheduling.
-  SmallSet<unsigned, 8> LoopLiveInRegs;
-  if (MachineLoop *ML = MLI.getLoopFor(BB))
-    if (BB == ML->getLoopLatch()) {
-      MachineBasicBlock *Header = ML->getHeader();
-      for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = Header->livein_begin(),
-           E = Header->livein_end(); I != E; ++I)
-        LoopLiveInRegs.insert(*I);
-      LoopRegs.VisitLoop(ML);
-    }
+  // Remember where a generic side-effecting instruction is as we procede.
+  SUnit *BarrierChain = 0, *AliasChain = 0;
 
-  // Check to see if the scheduler cares about latencies.
-  bool UnitLatencies = ForceUnitLatencies();
+  // Memory references to specific known memory locations are tracked
+  // so that they can be given more precise dependencies. We track
+  // separately the known memory locations that may alias and those
+  // that are known not to alias
+  std::map<const Value *, SUnit *> AliasMemDefs, NonAliasMemDefs;
+  std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> > AliasMemUses, NonAliasMemUses;
+  std::set<SUnit*> RejectMemNodes;
 
-  // Ask the target if address-backscheduling is desirable, and if so how much.
-  unsigned SpecialAddressLatency =
-    TM.getSubtarget<TargetSubtarget>().getSpecialAddressLatency();
+  // Remove any stale debug info; sometimes BuildSchedGraph is called again
+  // without emitting the info from the previous call.
+  DbgValues.clear();
+  FirstDbgValue = NULL;
+
+  assert(Defs.empty() && Uses.empty() &&
+         "Only BuildGraph should update Defs/Uses");
+  Defs.setRegLimit(TRI->getNumRegs());
+  Uses.setRegLimit(TRI->getNumRegs());
 
-  for (MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end(), MIE = BB->begin();
+  assert(VRegDefs.empty() && "Only BuildSchedGraph may access VRegDefs");
+  // FIXME: Allow SparseSet to reserve space for the creation of virtual
+  // registers during scheduling. Don't artificially inflate the Universe
+  // because we want to assert that vregs are not created during DAG building.
+  VRegDefs.setUniverse(MRI.getNumVirtRegs());
+
+  // Model data dependencies between instructions being scheduled and the
+  // ExitSU.
+  addSchedBarrierDeps();
+
+  // Walk the list of instructions, from bottom moving up.
+  MachineInstr *PrevMI = NULL;
+  for (MachineBasicBlock::iterator MII = RegionEnd, MIE = RegionBegin;
        MII != MIE; --MII) {
     MachineInstr *MI = prior(MII);
-    const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
-    SUnit *SU = NewSUnit(MI);
+    if (MI && PrevMI) {
+      DbgValues.push_back(std::make_pair(PrevMI, MI));
+      PrevMI = NULL;
+    }
 
-    // Assign the Latency field of SU using target-provided information.
-    if (UnitLatencies)
-      SU->Latency = 1;
-    else
-      ComputeLatency(SU);
+    if (MI->isDebugValue()) {
+      PrevMI = MI;
+      continue;
+    }
+    if (RPTracker) {
+      RPTracker->recede();
+      assert(RPTracker->getPos() == prior(MII) && "RPTracker can't find MI");
+    }
+
+    assert((!MI->isTerminator() || CanHandleTerminators) && !MI->isLabel() &&
+           "Cannot schedule terminators or labels!");
+
+    SUnit *SU = MISUnitMap[MI];
+    assert(SU && "No SUnit mapped to this MI");
 
     // Add register-based dependencies (data, anti, and output).
     for (unsigned j = 0, n = MI->getNumOperands(); j != n; ++j) {
@@ -159,270 +741,300 @@ void ScheduleDAGInstrs::BuildSchedUnits() {
       unsigned Reg = MO.getReg();
       if (Reg == 0) continue;
 
-      assert(TRI->isPhysicalRegister(Reg) && "Virtual register encountered!");
-      std::vector<SUnit *> &UseList = Uses[Reg];
-      std::vector<SUnit *> &DefList = Defs[Reg];
-      // Optionally add output and anti dependencies.
-      // TODO: Using a latency of 1 here assumes there's no cost for
-      //       reusing registers.
-      SDep::Kind Kind = MO.isUse() ? SDep::Anti : SDep::Output;
-      for (unsigned i = 0, e = DefList.size(); i != e; ++i) {
-        SUnit *DefSU = DefList[i];
-        if (DefSU != SU &&
-            (Kind != SDep::Output || !MO.isDead() ||
-             !DefSU->getInstr()->registerDefIsDead(Reg)))
-          DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, /*Latency=*/1, /*Reg=*/Reg));
-      }
-      for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-        std::vector<SUnit *> &DefList = Defs[*Alias];
-        for (unsigned i = 0, e = DefList.size(); i != e; ++i) {
-          SUnit *DefSU = DefList[i];
-          if (DefSU != SU &&
-              (Kind != SDep::Output || !MO.isDead() ||
-               !DefSU->getInstr()->registerDefIsDead(Reg)))
-            DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, /*Latency=*/1, /*Reg=*/ *Alias));
-        }
-      }
-
-      if (MO.isDef()) {
-        // Add any data dependencies.
-        unsigned DataLatency = SU->Latency;
-        for (unsigned i = 0, e = UseList.size(); i != e; ++i) {
-          SUnit *UseSU = UseList[i];
-          if (UseSU != SU) {
-            unsigned LDataLatency = DataLatency;
-            // Optionally add in a special extra latency for nodes that
-            // feed addresses.
-            // TODO: Do this for register aliases too.
-            if (SpecialAddressLatency != 0 && !UnitLatencies) {
-              MachineInstr *UseMI = UseSU->getInstr();
-              const TargetInstrDesc &UseTID = UseMI->getDesc();
-              int RegUseIndex = UseMI->findRegisterUseOperandIdx(Reg);
-              assert(RegUseIndex >= 0 && "UseMI doesn's use register!");
-              if ((UseTID.mayLoad() || UseTID.mayStore()) &&
-                  (unsigned)RegUseIndex < UseTID.getNumOperands() &&
-                  UseTID.OpInfo[RegUseIndex].isLookupPtrRegClass())
-                LDataLatency += SpecialAddressLatency;
-            }
-            UseSU->addPred(SDep(SU, SDep::Data, LDataLatency, Reg));
-          }
-        }
-        for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-          std::vector<SUnit *> &UseList = Uses[*Alias];
-          for (unsigned i = 0, e = UseList.size(); i != e; ++i) {
-            SUnit *UseSU = UseList[i];
-            if (UseSU != SU)
-              UseSU->addPred(SDep(SU, SDep::Data, DataLatency, *Alias));
-          }
-        }
-
-        // If a def is going to wrap back around to the top of the loop,
-        // backschedule it.
-        // TODO: Blocks in loops without terminators can benefit too.
-        if (!UnitLatencies && Terminator && DefList.empty()) {
-          LoopDependencies::LoopDeps::iterator I = LoopRegs.Deps.find(Reg);
-          if (I != LoopRegs.Deps.end()) {
-            const MachineOperand *UseMO = I->second.first;
-            unsigned Count = I->second.second;
-            const MachineInstr *UseMI = UseMO->getParent();
-            unsigned UseMOIdx = UseMO - &UseMI->getOperand(0);
-            const TargetInstrDesc &UseTID = UseMI->getDesc();
-            // TODO: If we knew the total depth of the region here, we could
-            // handle the case where the whole loop is inside the region but
-            // is large enough that the isScheduleHigh trick isn't needed.
-            if (UseMOIdx < UseTID.getNumOperands()) {
-              // Currently, we only support scheduling regions consisting of
-              // single basic blocks. Check to see if the instruction is in
-              // the same region by checking to see if it has the same parent.
-              if (UseMI->getParent() != MI->getParent()) {
-                unsigned Latency = SU->Latency;
-                if (UseTID.OpInfo[UseMOIdx].isLookupPtrRegClass())
-                  Latency += SpecialAddressLatency;
-                // This is a wild guess as to the portion of the latency which
-                // will be overlapped by work done outside the current
-                // scheduling region.
-                Latency -= std::min(Latency, Count);
-                // Add the artifical edge.
-                Terminator->addPred(SDep(SU, SDep::Order, Latency,
-                                         /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
-                                         /*isMustAlias=*/false,
-                                         /*isArtificial=*/true));
-              } else if (SpecialAddressLatency > 0 &&
-                         UseTID.OpInfo[UseMOIdx].isLookupPtrRegClass()) {
-                // The entire loop body is within the current scheduling region
-                // and the latency of this operation is assumed to be greater
-                // than the latency of the loop.
-                // TODO: Recursively mark data-edge predecessors as
-                //       isScheduleHigh too.
-                SU->isScheduleHigh = true;
-              }
-            }
-            LoopRegs.Deps.erase(I);
-          }
-        }
-
-        UseList.clear();
-        if (!MO.isDead())
-          DefList.clear();
-        DefList.push_back(SU);
-      } else {
-        UseList.push_back(SU);
+      if (TRI->isPhysicalRegister(Reg))
+        addPhysRegDeps(SU, j);
+      else {
+        assert(!IsPostRA && "Virtual register encountered!");
+        if (MO.isDef())
+          addVRegDefDeps(SU, j);
+        else if (MO.readsReg()) // ignore undef operands
+          addVRegUseDeps(SU, j);
       }
     }
 
     // Add chain dependencies.
+    // Chain dependencies used to enforce memory order should have
+    // latency of 0 (except for true dependency of Store followed by
+    // aliased Load... we estimate that with a single cycle of latency
+    // assuming the hardware will bypass)
     // Note that isStoreToStackSlot and isLoadFromStackSLot are not usable
     // after stack slots are lowered to actual addresses.
     // TODO: Use an AliasAnalysis and do real alias-analysis queries, and
     // produce more precise dependence information.
-    if (TID.isCall() || TID.isTerminator() || TID.hasUnmodeledSideEffects()) {
-    new_chain:
-      // This is the conservative case. Add dependencies on all memory
-      // references.
-      if (Chain)
-        Chain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-      Chain = SU;
-      for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
-        PendingLoads[k]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-      PendingLoads.clear();
-      for (std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I = MemDefs.begin(),
-           E = MemDefs.end(); I != E; ++I) {
-        I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-        I->second = SU;
+    unsigned TrueMemOrderLatency = MI->mayStore() ? 1 : 0;
+    if (isGlobalMemoryObject(AA, MI)) {
+      // Be conservative with these and add dependencies on all memory
+      // references, even those that are known to not alias.
+      for (std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+             NonAliasMemDefs.begin(), E = NonAliasMemDefs.end(); I != E; ++I) {
+        I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
+      }
+      for (std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+             NonAliasMemUses.begin(), E = NonAliasMemUses.end(); I != E; ++I) {
+        for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i) {
+          SDep Dep(SU, SDep::Barrier);
+          Dep.setLatency(TrueMemOrderLatency);
+          I->second[i]->addPred(Dep);
+        }
       }
+      // Add SU to the barrier chain.
+      if (BarrierChain)
+        BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
+      BarrierChain = SU;
+      // This is a barrier event that acts as a pivotal node in the DAG,
+      // so it is safe to clear list of exposed nodes.
+      adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
+                      TrueMemOrderLatency);
+      RejectMemNodes.clear();
+      NonAliasMemDefs.clear();
+      NonAliasMemUses.clear();
+
+      // fall-through
+    new_alias_chain:
+      // Chain all possibly aliasing memory references though SU.
+      if (AliasChain) {
+        unsigned ChainLatency = 0;
+        if (AliasChain->getInstr()->mayLoad())
+          ChainLatency = TrueMemOrderLatency;
+        addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes,
+                           ChainLatency);
+      }
+      AliasChain = SU;
+      for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
+        addChainDependency(AA, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
+                           TrueMemOrderLatency);
+      for (std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I = AliasMemDefs.begin(),
+           E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I)
+        addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes);
       for (std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
-           MemUses.begin(), E = MemUses.end(); I != E; ++I) {
+           AliasMemUses.begin(), E = AliasMemUses.end(); I != E; ++I) {
         for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i)
-          I->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-        I->second.clear();
+          addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second[i], RejectMemNodes,
+                             TrueMemOrderLatency);
       }
-      // See if it is known to just have a single memory reference.
-      MachineInstr *ChainMI = Chain->getInstr();
-      const TargetInstrDesc &ChainTID = ChainMI->getDesc();
-      if (!ChainTID.isCall() && !ChainTID.isTerminator() &&
-          !ChainTID.hasUnmodeledSideEffects() &&
-          ChainMI->hasOneMemOperand() &&
-          !ChainMI->memoperands_begin()->isVolatile() &&
-          ChainMI->memoperands_begin()->getValue())
-        // We know that the Chain accesses one specific memory location.
-        ChainMMO = &*ChainMI->memoperands_begin();
-      else
-        // Unknown memory accesses. Assume the worst.
-        ChainMMO = 0;
-    } else if (TID.mayStore()) {
-      if (MI->hasOneMemOperand() &&
-          MI->memoperands_begin()->getValue() &&
-          !MI->memoperands_begin()->isVolatile() &&
-          isa<PseudoSourceValue>(MI->memoperands_begin()->getValue())) {
+      adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
+                      TrueMemOrderLatency);
+      PendingLoads.clear();
+      AliasMemDefs.clear();
+      AliasMemUses.clear();
+    } else if (MI->mayStore()) {
+      bool MayAlias = true;
+      if (const Value *V = getUnderlyingObjectForInstr(MI, MFI, MayAlias)) {
         // A store to a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
-        const Value *V = MI->memoperands_begin()->getValue();
-        // Handle the def in MemDefs, if there is one.
-        std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I = MemDefs.find(V);
-        if (I != MemDefs.end()) {
-          I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency, /*Reg=*/0,
-                                  /*isNormalMemory=*/true));
+        // Record the def in MemDefs, first adding a dep if there is
+        // an existing def.
+        std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+          ((MayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
+        std::map<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
+          ((MayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
+        if (I != IE) {
+          addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes,
+                             0, true);
           I->second = SU;
         } else {
-          MemDefs[V] = SU;
+          if (MayAlias)
+            AliasMemDefs[V] = SU;
+          else
+            NonAliasMemDefs[V] = SU;
         }
         // Handle the uses in MemUses, if there are any.
         std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator J =
-          MemUses.find(V);
-        if (J != MemUses.end()) {
+          ((MayAlias) ? AliasMemUses.find(V) : NonAliasMemUses.find(V));
+        std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator JE =
+          ((MayAlias) ? AliasMemUses.end() : NonAliasMemUses.end());
+        if (J != JE) {
           for (unsigned i = 0, e = J->second.size(); i != e; ++i)
-            J->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency, /*Reg=*/0,
-                                       /*isNormalMemory=*/true));
+            addChainDependency(AA, MFI, SU, J->second[i], RejectMemNodes,
+                               TrueMemOrderLatency, true);
           J->second.clear();
         }
-        // Add a general dependence too, if needed.
-        if (Chain)
-          Chain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-      } else
+        if (MayAlias) {
+          // Add dependencies from all the PendingLoads, i.e. loads
+          // with no underlying object.
+          for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
+            addChainDependency(AA, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
+                               TrueMemOrderLatency);
+          // Add dependence on alias chain, if needed.
+          if (AliasChain)
+            addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
+          // But we also should check dependent instructions for the
+          // SU in question.
+          adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
+                          TrueMemOrderLatency);
+        }
+        // Add dependence on barrier chain, if needed.
+        // There is no point to check aliasing on barrier event. Even if
+        // SU and barrier _could_ be reordered, they should not. In addition,
+        // we have lost all RejectMemNodes below barrier.
+        if (BarrierChain)
+          BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
+      } else {
         // Treat all other stores conservatively.
-        goto new_chain;
-    } else if (TID.mayLoad()) {
-      if (TII->isInvariantLoad(MI)) {
+        goto new_alias_chain;
+      }
+
+      if (!ExitSU.isPred(SU))
+        // Push store's up a bit to avoid them getting in between cmp
+        // and branches.
+        ExitSU.addPred(SDep(SU, SDep::Artificial));
+    } else if (MI->mayLoad()) {
+      bool MayAlias = true;
+      if (MI->isInvariantLoad(AA)) {
         // Invariant load, no chain dependencies needed!
-      } else if (MI->hasOneMemOperand() &&
-                 MI->memoperands_begin()->getValue() &&
-                 !MI->memoperands_begin()->isVolatile() &&
-                 isa<PseudoSourceValue>(MI->memoperands_begin()->getValue())) {
-        // A load from a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
-        const Value *V = MI->memoperands_begin()->getValue();
-        std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I = MemDefs.find(V);
-        if (I != MemDefs.end())
-          I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency, /*Reg=*/0,
-                                  /*isNormalMemory=*/true));
-        MemUses[V].push_back(SU);
-
-        // Add a general dependence too, if needed.
-        if (Chain && (!ChainMMO ||
-                      (ChainMMO->isStore() || ChainMMO->isVolatile())))
-          Chain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-      } else if (MI->hasVolatileMemoryRef()) {
-        // Treat volatile loads conservatively. Note that this includes
-        // cases where memoperand information is unavailable.
-        goto new_chain;
       } else {
-        // A normal load. Just depend on the general chain.
-        if (Chain)
-          Chain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-        PendingLoads.push_back(SU);
+        if (const Value *V =
+            getUnderlyingObjectForInstr(MI, MFI, MayAlias)) {
+          // A load from a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
+          std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+            ((MayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
+          std::map<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
+            ((MayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
+          if (I != IE)
+            addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes, 0, true);
+          if (MayAlias)
+            AliasMemUses[V].push_back(SU);
+          else
+            NonAliasMemUses[V].push_back(SU);
+        } else {
+          // A load with no underlying object. Depend on all
+          // potentially aliasing stores.
+          for (std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+                 AliasMemDefs.begin(), E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I)
+            addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes);
+
+          PendingLoads.push_back(SU);
+          MayAlias = true;
+        }
+        if (MayAlias)
+          adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes, /*Latency=*/0);
+        // Add dependencies on alias and barrier chains, if needed.
+        if (MayAlias && AliasChain)
+          addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
+        if (BarrierChain)
+          BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
       }
     }
-
-    // Add chain edges from the terminator to ensure that all the work of the
-    // block is completed before any control transfers.
-    if (Terminator && SU->Succs.empty())
-      Terminator->addPred(SDep(SU, SDep::Order, SU->Latency));
-    if (TID.isTerminator() || MI->isLabel())
-      Terminator = SU;
   }
-}
-
-void ScheduleDAGInstrs::ComputeLatency(SUnit *SU) {
-  const InstrItineraryData &InstrItins = TM.getInstrItineraryData();
-
-  // Compute the latency for the node.  We use the sum of the latencies for
-  // all nodes flagged together into this SUnit.
-  SU->Latency =
-    InstrItins.getLatency(SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass());
+  if (PrevMI)
+    FirstDbgValue = PrevMI;
 
-  // Simplistic target-independent heuristic: assume that loads take
-  // extra time.
-  if (InstrItins.isEmpty())
-    if (SU->getInstr()->getDesc().mayLoad())
-      SU->Latency += 2;
+  Defs.clear();
+  Uses.clear();
+  VRegDefs.clear();
+  PendingLoads.clear();
 }
 
 void ScheduleDAGInstrs::dumpNode(const SUnit *SU) const {
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
   SU->getInstr()->dump();
+#endif
 }
 
 std::string ScheduleDAGInstrs::getGraphNodeLabel(const SUnit *SU) const {
   std::string s;
   raw_string_ostream oss(s);
-  SU->getInstr()->print(oss);
+  if (SU == &EntrySU)
+    oss << "<entry>";
+  else if (SU == &ExitSU)
+    oss << "<exit>";
+  else
+    SU->getInstr()->print(oss);
   return oss.str();
 }
 
-// EmitSchedule - Emit the machine code in scheduled order.
-MachineBasicBlock *ScheduleDAGInstrs::EmitSchedule() {
-  // For MachineInstr-based scheduling, we're rescheduling the instructions in
-  // the block, so start by removing them from the block.
-  while (!BB->empty())
-    BB->remove(BB->begin());
+/// Return the basic block label. It is not necessarilly unique because a block
+/// contains multiple scheduling regions. But it is fine for visualization.
+std::string ScheduleDAGInstrs::getDAGName() const {
+  return "dag." + BB->getFullName();
+}
 
-  for (unsigned i = 0, e = Sequence.size(); i != e; i++) {
-    SUnit *SU = Sequence[i];
-    if (!SU) {
-      // Null SUnit* is a noop.
-      EmitNoop();
-      continue;
-    }
+namespace {
+/// \brief Manage the stack used by a reverse depth-first search over the DAG.
+class SchedDAGReverseDFS {
+  std::vector<std::pair<const SUnit*, SUnit::const_pred_iterator> > DFSStack;
+public:
+  bool isComplete() const { return DFSStack.empty(); }
+
+  void follow(const SUnit *SU) {
+    DFSStack.push_back(std::make_pair(SU, SU->Preds.begin()));
+  }
+  void advance() { ++DFSStack.back().second; }
+
+  void backtrack() { DFSStack.pop_back(); }
+
+  const SUnit *getCurr() const { return DFSStack.back().first; }
+
+  SUnit::const_pred_iterator getPred() const { return DFSStack.back().second; }
 
-    BB->push_back(SU->getInstr());
+  SUnit::const_pred_iterator getPredEnd() const {
+    return getCurr()->Preds.end();
   }
+};
+} // anonymous
 
-  return BB;
+void ScheduleDAGILP::resize(unsigned NumSUnits) {
+  ILPValues.resize(NumSUnits);
 }
+
+ILPValue ScheduleDAGILP::getILP(const SUnit *SU) {
+  return ILPValues[SU->NodeNum];
+}
+
+// A leaf node has an ILP of 1/1.
+static ILPValue initILP(const SUnit *SU) {
+  unsigned Cnt = SU->getInstr()->isTransient() ? 0 : 1;
+  return ILPValue(Cnt, 1 + SU->getDepth());
+}
+
+/// Compute an ILP metric for all nodes in the subDAG reachable via depth-first
+/// search from this root.
+void ScheduleDAGILP::computeILP(const SUnit *Root) {
+  if (!IsBottomUp)
+    llvm_unreachable("Top-down ILP metric is unimplemnted");
+
+  SchedDAGReverseDFS DFS;
+  // Mark a node visited by validating it.
+  ILPValues[Root->NodeNum] = initILP(Root);
+  DFS.follow(Root);
+  for (;;) {
+    // Traverse the leftmost path as far as possible.
+    while (DFS.getPred() != DFS.getPredEnd()) {
+      const SUnit *PredSU = DFS.getPred()->getSUnit();
+      DFS.advance();
+      // If the pred is already valid, skip it.
+      if (ILPValues[PredSU->NodeNum].isValid())
+        continue;
+      ILPValues[PredSU->NodeNum] = initILP(PredSU);
+      DFS.follow(PredSU);
+    }
+    // Visit the top of the stack in postorder and backtrack.
+    unsigned PredCount = ILPValues[DFS.getCurr()->NodeNum].InstrCount;
+    DFS.backtrack();
+    if (DFS.isComplete())
+      break;
+    // Add the recently finished predecessor's bottom-up descendent count.
+    ILPValues[DFS.getCurr()->NodeNum].InstrCount += PredCount;
+  }
+}
+
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+void ILPValue::print(raw_ostream &OS) const {
+  if (!isValid())
+    OS << "BADILP";
+  OS << InstrCount << " / " << Cycles << " = "
+     << format("%g", ((double)InstrCount / Cycles));
+}
+
+void ILPValue::dump() const {
+  dbgs() << *this << '\n';
+}
+
+namespace llvm {
+
+raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const ILPValue &Val) {
+  Val.print(OS);
+  return OS;
+}
+
+} // namespace llvm
+#endif // !NDEBUG || LLVM_ENABLE_DUMP