Rename argument strings of codegen passes to avoid collisions with command line
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachineScheduler.cpp
1 //===- MachineScheduler.cpp - Machine Instruction Scheduler ---------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // MachineScheduler schedules machine instructions after phi elimination. It
11 // preserves LiveIntervals so it can be invoked before register allocation.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/CodeGen/MachineScheduler.h"
16 #include "llvm/ADT/PriorityQueue.h"
17 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
18 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
22 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
23 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDFS.h"
25 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
26 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
27 #include "llvm/Support/Debug.h"
28 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
29 #include "llvm/Support/GraphWriter.h"
30 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
31 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
32 #include <queue>
33
34 using namespace llvm;
35
36 #define DEBUG_TYPE "misched"
37
38 namespace llvm {
39 cl::opt<bool> ForceTopDown("misched-topdown", cl::Hidden,
40                            cl::desc("Force top-down list scheduling"));
41 cl::opt<bool> ForceBottomUp("misched-bottomup", cl::Hidden,
42                             cl::desc("Force bottom-up list scheduling"));
43 cl::opt<bool>
44 DumpCriticalPathLength("misched-dcpl", cl::Hidden,
45                        cl::desc("Print critical path length to stdout"));
46 }
47
48 #ifndef NDEBUG
49 static cl::opt<bool> ViewMISchedDAGs("view-misched-dags", cl::Hidden,
50   cl::desc("Pop up a window to show MISched dags after they are processed"));
51
52 static cl::opt<unsigned> MISchedCutoff("misched-cutoff", cl::Hidden,
53   cl::desc("Stop scheduling after N instructions"), cl::init(~0U));
54
55 static cl::opt<std::string> SchedOnlyFunc("misched-only-func", cl::Hidden,
56   cl::desc("Only schedule this function"));
57 static cl::opt<unsigned> SchedOnlyBlock("misched-only-block", cl::Hidden,
58   cl::desc("Only schedule this MBB#"));
59 #else
60 static bool ViewMISchedDAGs = false;
61 #endif // NDEBUG
62
63 static cl::opt<bool> EnableRegPressure("misched-regpressure", cl::Hidden,
64   cl::desc("Enable register pressure scheduling."), cl::init(true));
65
66 static cl::opt<bool> EnableCyclicPath("misched-cyclicpath", cl::Hidden,
67   cl::desc("Enable cyclic critical path analysis."), cl::init(true));
68
69 static cl::opt<bool> EnableLoadCluster("misched-cluster", cl::Hidden,
70   cl::desc("Enable load clustering."), cl::init(true));
71
72 // Experimental heuristics
73 static cl::opt<bool> EnableMacroFusion("misched-fusion", cl::Hidden,
74   cl::desc("Enable scheduling for macro fusion."), cl::init(true));
75
76 static cl::opt<bool> VerifyScheduling("verify-misched", cl::Hidden,
77   cl::desc("Verify machine instrs before and after machine scheduling"));
78
79 // DAG subtrees must have at least this many nodes.
80 static const unsigned MinSubtreeSize = 8;
81
82 // Pin the vtables to this file.
83 void MachineSchedStrategy::anchor() {}
84 void ScheduleDAGMutation::anchor() {}
85
86 //===----------------------------------------------------------------------===//
87 // Machine Instruction Scheduling Pass and Registry
88 //===----------------------------------------------------------------------===//
89
90 MachineSchedContext::MachineSchedContext():
91     MF(nullptr), MLI(nullptr), MDT(nullptr), PassConfig(nullptr), AA(nullptr), LIS(nullptr) {
92   RegClassInfo = new RegisterClassInfo();
93 }
94
95 MachineSchedContext::~MachineSchedContext() {
96   delete RegClassInfo;
97 }
98
99 namespace {
100 /// Base class for a machine scheduler class that can run at any point.
101 class MachineSchedulerBase : public MachineSchedContext,
102                              public MachineFunctionPass {
103 public:
104   MachineSchedulerBase(char &ID): MachineFunctionPass(ID) {}
105
106   void print(raw_ostream &O, const Module* = nullptr) const override;
107
108 protected:
109   void scheduleRegions(ScheduleDAGInstrs &Scheduler);
110 };
111
112 /// MachineScheduler runs after coalescing and before register allocation.
113 class MachineScheduler : public MachineSchedulerBase {
114 public:
115   MachineScheduler();
116
117   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
118
119   bool runOnMachineFunction(MachineFunction&) override;
120
121   static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
122
123 protected:
124   ScheduleDAGInstrs *createMachineScheduler();
125 };
126
127 /// PostMachineScheduler runs after shortly before code emission.
128 class PostMachineScheduler : public MachineSchedulerBase {
129 public:
130   PostMachineScheduler();
131
132   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
133
134   bool runOnMachineFunction(MachineFunction&) override;
135
136   static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
137
138 protected:
139   ScheduleDAGInstrs *createPostMachineScheduler();
140 };
141 } // namespace
142
143 char MachineScheduler::ID = 0;
144
145 char &llvm::MachineSchedulerID = MachineScheduler::ID;
146
147 INITIALIZE_PASS_BEGIN(MachineScheduler, "machine-scheduler",
148                       "Machine Instruction Scheduler", false, false)
149 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
150 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
151 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
152 INITIALIZE_PASS_END(MachineScheduler, "machine-scheduler",
153                     "Machine Instruction Scheduler", false, false)
154
155 MachineScheduler::MachineScheduler()
156 : MachineSchedulerBase(ID) {
157   initializeMachineSchedulerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
158 }
159
160 void MachineScheduler::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
161   AU.setPreservesCFG();
162   AU.addRequiredID(MachineDominatorsID);
163   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
164   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
165   AU.addRequired<TargetPassConfig>();
166   AU.addRequired<SlotIndexes>();
167   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
168   AU.addRequired<LiveIntervals>();
169   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
170   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
171 }
172
173 char PostMachineScheduler::ID = 0;
174
175 char &llvm::PostMachineSchedulerID = PostMachineScheduler::ID;
176
177 INITIALIZE_PASS(PostMachineScheduler, "postmisched",
178                 "PostRA Machine Instruction Scheduler", false, false)
179
180 PostMachineScheduler::PostMachineScheduler()
181 : MachineSchedulerBase(ID) {
182   initializePostMachineSchedulerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
183 }
184
185 void PostMachineScheduler::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
186   AU.setPreservesCFG();
187   AU.addRequiredID(MachineDominatorsID);
188   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
189   AU.addRequired<TargetPassConfig>();
190   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
191 }
192
193 MachinePassRegistry MachineSchedRegistry::Registry;
194
195 /// A dummy default scheduler factory indicates whether the scheduler
196 /// is overridden on the command line.
197 static ScheduleDAGInstrs *useDefaultMachineSched(MachineSchedContext *C) {
198   return nullptr;
199 }
200
201 /// MachineSchedOpt allows command line selection of the scheduler.
202 static cl::opt<MachineSchedRegistry::ScheduleDAGCtor, false,
203                RegisterPassParser<MachineSchedRegistry> >
204 MachineSchedOpt("misched",
205                 cl::init(&useDefaultMachineSched), cl::Hidden,
206                 cl::desc("Machine instruction scheduler to use"));
207
208 static MachineSchedRegistry
209 DefaultSchedRegistry("default", "Use the target's default scheduler choice.",
210                      useDefaultMachineSched);
211
212 /// Forward declare the standard machine scheduler. This will be used as the
213 /// default scheduler if the target does not set a default.
214 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedLive(MachineSchedContext *C);
215 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedPostRA(MachineSchedContext *C);
216
217 /// Decrement this iterator until reaching the top or a non-debug instr.
218 static MachineBasicBlock::const_iterator
219 priorNonDebug(MachineBasicBlock::const_iterator I,
220               MachineBasicBlock::const_iterator Beg) {
221   assert(I != Beg && "reached the top of the region, cannot decrement");
222   while (--I != Beg) {
223     if (!I->isDebugValue())
224       break;
225   }
226   return I;
227 }
228
229 /// Non-const version.
230 static MachineBasicBlock::iterator
231 priorNonDebug(MachineBasicBlock::iterator I,
232               MachineBasicBlock::const_iterator Beg) {
233   return const_cast<MachineInstr*>(
234     &*priorNonDebug(MachineBasicBlock::const_iterator(I), Beg));
235 }
236
237 /// If this iterator is a debug value, increment until reaching the End or a
238 /// non-debug instruction.
239 static MachineBasicBlock::const_iterator
240 nextIfDebug(MachineBasicBlock::const_iterator I,
241             MachineBasicBlock::const_iterator End) {
242   for(; I != End; ++I) {
243     if (!I->isDebugValue())
244       break;
245   }
246   return I;
247 }
248
249 /// Non-const version.
250 static MachineBasicBlock::iterator
251 nextIfDebug(MachineBasicBlock::iterator I,
252             MachineBasicBlock::const_iterator End) {
253   // Cast the return value to nonconst MachineInstr, then cast to an
254   // instr_iterator, which does not check for null, finally return a
255   // bundle_iterator.
256   return MachineBasicBlock::instr_iterator(
257     const_cast<MachineInstr*>(
258       &*nextIfDebug(MachineBasicBlock::const_iterator(I), End)));
259 }
260
261 /// Instantiate a ScheduleDAGInstrs that will be owned by the caller.
262 ScheduleDAGInstrs *MachineScheduler::createMachineScheduler() {
263   // Select the scheduler, or set the default.
264   MachineSchedRegistry::ScheduleDAGCtor Ctor = MachineSchedOpt;
265   if (Ctor != useDefaultMachineSched)
266     return Ctor(this);
267
268   // Get the default scheduler set by the target for this function.
269   ScheduleDAGInstrs *Scheduler = PassConfig->createMachineScheduler(this);
270   if (Scheduler)
271     return Scheduler;
272
273   // Default to GenericScheduler.
274   return createGenericSchedLive(this);
275 }
276
277 /// Instantiate a ScheduleDAGInstrs for PostRA scheduling that will be owned by
278 /// the caller. We don't have a command line option to override the postRA
279 /// scheduler. The Target must configure it.
280 ScheduleDAGInstrs *PostMachineScheduler::createPostMachineScheduler() {
281   // Get the postRA scheduler set by the target for this function.
282   ScheduleDAGInstrs *Scheduler = PassConfig->createPostMachineScheduler(this);
283   if (Scheduler)
284     return Scheduler;
285
286   // Default to GenericScheduler.
287   return createGenericSchedPostRA(this);
288 }
289
290 /// Top-level MachineScheduler pass driver.
291 ///
292 /// Visit blocks in function order. Divide each block into scheduling regions
293 /// and visit them bottom-up. Visiting regions bottom-up is not required, but is
294 /// consistent with the DAG builder, which traverses the interior of the
295 /// scheduling regions bottom-up.
296 ///
297 /// This design avoids exposing scheduling boundaries to the DAG builder,
298 /// simplifying the DAG builder's support for "special" target instructions.
299 /// At the same time the design allows target schedulers to operate across
300 /// scheduling boundaries, for example to bundle the boudary instructions
301 /// without reordering them. This creates complexity, because the target
302 /// scheduler must update the RegionBegin and RegionEnd positions cached by
303 /// ScheduleDAGInstrs whenever adding or removing instructions. A much simpler
304 /// design would be to split blocks at scheduling boundaries, but LLVM has a
305 /// general bias against block splitting purely for implementation simplicity.
306 bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
307   DEBUG(dbgs() << "Before MISsched:\n"; mf.print(dbgs()));
308
309   // Initialize the context of the pass.
310   MF = &mf;
311   MLI = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
312   MDT = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
313   PassConfig = &getAnalysis<TargetPassConfig>();
314   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
315
316   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
317
318   if (VerifyScheduling) {
319     DEBUG(LIS->dump());
320     MF->verify(this, "Before machine scheduling.");
321   }
322   RegClassInfo->runOnMachineFunction(*MF);
323
324   // Instantiate the selected scheduler for this target, function, and
325   // optimization level.
326   std::unique_ptr<ScheduleDAGInstrs> Scheduler(createMachineScheduler());
327   scheduleRegions(*Scheduler);
328
329   DEBUG(LIS->dump());
330   if (VerifyScheduling)
331     MF->verify(this, "After machine scheduling.");
332   return true;
333 }
334
335 bool PostMachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
336   if (skipOptnoneFunction(*mf.getFunction()))
337     return false;
338
339   const TargetSubtargetInfo &ST =
340     mf.getTarget().getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
341   if (!ST.enablePostMachineScheduler()) {
342     DEBUG(dbgs() << "Subtarget disables post-MI-sched.\n");
343     return false;
344   }
345   DEBUG(dbgs() << "Before post-MI-sched:\n"; mf.print(dbgs()));
346
347   // Initialize the context of the pass.
348   MF = &mf;
349   PassConfig = &getAnalysis<TargetPassConfig>();
350
351   if (VerifyScheduling)
352     MF->verify(this, "Before post machine scheduling.");
353
354   // Instantiate the selected scheduler for this target, function, and
355   // optimization level.
356   std::unique_ptr<ScheduleDAGInstrs> Scheduler(createPostMachineScheduler());
357   scheduleRegions(*Scheduler);
358
359   if (VerifyScheduling)
360     MF->verify(this, "After post machine scheduling.");
361   return true;
362 }
363
364 /// Return true of the given instruction should not be included in a scheduling
365 /// region.
366 ///
367 /// MachineScheduler does not currently support scheduling across calls. To
368 /// handle calls, the DAG builder needs to be modified to create register
369 /// anti/output dependencies on the registers clobbered by the call's regmask
370 /// operand. In PreRA scheduling, the stack pointer adjustment already prevents
371 /// scheduling across calls. In PostRA scheduling, we need the isCall to enforce
372 /// the boundary, but there would be no benefit to postRA scheduling across
373 /// calls this late anyway.
374 static bool isSchedBoundary(MachineBasicBlock::iterator MI,
375                             MachineBasicBlock *MBB,
376                             MachineFunction *MF,
377                             const TargetInstrInfo *TII,
378                             bool IsPostRA) {
379   return MI->isCall() || TII->isSchedulingBoundary(MI, MBB, *MF);
380 }
381
382 /// Main driver for both MachineScheduler and PostMachineScheduler.
383 void MachineSchedulerBase::scheduleRegions(ScheduleDAGInstrs &Scheduler) {
384   const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
385   bool IsPostRA = Scheduler.isPostRA();
386
387   // Visit all machine basic blocks.
388   //
389   // TODO: Visit blocks in global postorder or postorder within the bottom-up
390   // loop tree. Then we can optionally compute global RegPressure.
391   for (MachineFunction::iterator MBB = MF->begin(), MBBEnd = MF->end();
392        MBB != MBBEnd; ++MBB) {
393
394     Scheduler.startBlock(MBB);
395
396 #ifndef NDEBUG
397     if (SchedOnlyFunc.getNumOccurrences() && SchedOnlyFunc != MF->getName())
398       continue;
399     if (SchedOnlyBlock.getNumOccurrences()
400         && (int)SchedOnlyBlock != MBB->getNumber())
401       continue;
402 #endif
403
404     // Break the block into scheduling regions [I, RegionEnd), and schedule each
405     // region as soon as it is discovered. RegionEnd points the scheduling
406     // boundary at the bottom of the region. The DAG does not include RegionEnd,
407     // but the region does (i.e. the next RegionEnd is above the previous
408     // RegionBegin). If the current block has no terminator then RegionEnd ==
409     // MBB->end() for the bottom region.
410     //
411     // The Scheduler may insert instructions during either schedule() or
412     // exitRegion(), even for empty regions. So the local iterators 'I' and
413     // 'RegionEnd' are invalid across these calls.
414     //
415     // MBB::size() uses instr_iterator to count. Here we need a bundle to count
416     // as a single instruction.
417     unsigned RemainingInstrs = std::distance(MBB->begin(), MBB->end());
418     for(MachineBasicBlock::iterator RegionEnd = MBB->end();
419         RegionEnd != MBB->begin(); RegionEnd = Scheduler.begin()) {
420
421       // Avoid decrementing RegionEnd for blocks with no terminator.
422       if (RegionEnd != MBB->end() ||
423           isSchedBoundary(std::prev(RegionEnd), MBB, MF, TII, IsPostRA)) {
424         --RegionEnd;
425         // Count the boundary instruction.
426         --RemainingInstrs;
427       }
428
429       // The next region starts above the previous region. Look backward in the
430       // instruction stream until we find the nearest boundary.
431       unsigned NumRegionInstrs = 0;
432       MachineBasicBlock::iterator I = RegionEnd;
433       for(;I != MBB->begin(); --I, --RemainingInstrs) {
434         if (isSchedBoundary(std::prev(I), MBB, MF, TII, IsPostRA))
435           break;
436         if (!I->isDebugValue())
437           ++NumRegionInstrs;
438       }
439       // Notify the scheduler of the region, even if we may skip scheduling
440       // it. Perhaps it still needs to be bundled.
441       Scheduler.enterRegion(MBB, I, RegionEnd, NumRegionInstrs);
442
443       // Skip empty scheduling regions (0 or 1 schedulable instructions).
444       if (I == RegionEnd || I == std::prev(RegionEnd)) {
445         // Close the current region. Bundle the terminator if needed.
446         // This invalidates 'RegionEnd' and 'I'.
447         Scheduler.exitRegion();
448         continue;
449       }
450       DEBUG(dbgs() << "********** " << ((Scheduler.isPostRA()) ? "PostRA " : "")
451             << "MI Scheduling **********\n");
452       DEBUG(dbgs() << MF->getName()
453             << ":BB#" << MBB->getNumber() << " " << MBB->getName()
454             << "\n  From: " << *I << "    To: ";
455             if (RegionEnd != MBB->end()) dbgs() << *RegionEnd;
456             else dbgs() << "End";
457             dbgs() << " RegionInstrs: " << NumRegionInstrs
458             << " Remaining: " << RemainingInstrs << "\n");
459       if (DumpCriticalPathLength) {
460         errs() << MF->getName();
461         errs() << ":BB# " << MBB->getNumber();
462         errs() << " " << MBB->getName() << " \n";
463       }
464
465       // Schedule a region: possibly reorder instructions.
466       // This invalidates 'RegionEnd' and 'I'.
467       Scheduler.schedule();
468
469       // Close the current region.
470       Scheduler.exitRegion();
471
472       // Scheduling has invalidated the current iterator 'I'. Ask the
473       // scheduler for the top of it's scheduled region.
474       RegionEnd = Scheduler.begin();
475     }
476     assert(RemainingInstrs == 0 && "Instruction count mismatch!");
477     Scheduler.finishBlock();
478     if (Scheduler.isPostRA()) {
479       // FIXME: Ideally, no further passes should rely on kill flags. However,
480       // thumb2 size reduction is currently an exception.
481       Scheduler.fixupKills(MBB);
482     }
483   }
484   Scheduler.finalizeSchedule();
485 }
486
487 void MachineSchedulerBase::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
488   // unimplemented
489 }
490
491 LLVM_DUMP_METHOD
492 void ReadyQueue::dump() {
493   dbgs() << Name << ": ";
494   for (unsigned i = 0, e = Queue.size(); i < e; ++i)
495     dbgs() << Queue[i]->NodeNum << " ";
496   dbgs() << "\n";
497 }
498
499 //===----------------------------------------------------------------------===//
500 // ScheduleDAGMI - Basic machine instruction scheduling. This is
501 // independent of PreRA/PostRA scheduling and involves no extra book-keeping for
502 // virtual registers.
503 // ===----------------------------------------------------------------------===/
504
505 // Provide a vtable anchor.
506 ScheduleDAGMI::~ScheduleDAGMI() {
507 }
508
509 bool ScheduleDAGMI::canAddEdge(SUnit *SuccSU, SUnit *PredSU) {
510   return SuccSU == &ExitSU || !Topo.IsReachable(PredSU, SuccSU);
511 }
512
513 bool ScheduleDAGMI::addEdge(SUnit *SuccSU, const SDep &PredDep) {
514   if (SuccSU != &ExitSU) {
515     // Do not use WillCreateCycle, it assumes SD scheduling.
516     // If Pred is reachable from Succ, then the edge creates a cycle.
517     if (Topo.IsReachable(PredDep.getSUnit(), SuccSU))
518       return false;
519     Topo.AddPred(SuccSU, PredDep.getSUnit());
520   }
521   SuccSU->addPred(PredDep, /*Required=*/!PredDep.isArtificial());
522   // Return true regardless of whether a new edge needed to be inserted.
523   return true;
524 }
525
526 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. When
527 /// NumPredsLeft reaches zero, release the successor node.
528 ///
529 /// FIXME: Adjust SuccSU height based on MinLatency.
530 void ScheduleDAGMI::releaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge) {
531   SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
532
533   if (SuccEdge->isWeak()) {
534     --SuccSU->WeakPredsLeft;
535     if (SuccEdge->isCluster())
536       NextClusterSucc = SuccSU;
537     return;
538   }
539 #ifndef NDEBUG
540   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
541     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
542     SuccSU->dump(this);
543     dbgs() << " has been released too many times!\n";
544     llvm_unreachable(nullptr);
545   }
546 #endif
547   // SU->TopReadyCycle was set to CurrCycle when it was scheduled. However,
548   // CurrCycle may have advanced since then.
549   if (SuccSU->TopReadyCycle < SU->TopReadyCycle + SuccEdge->getLatency())
550     SuccSU->TopReadyCycle = SU->TopReadyCycle + SuccEdge->getLatency();
551
552   --SuccSU->NumPredsLeft;
553   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0 && SuccSU != &ExitSU)
554     SchedImpl->releaseTopNode(SuccSU);
555 }
556
557 /// releaseSuccessors - Call releaseSucc on each of SU's successors.
558 void ScheduleDAGMI::releaseSuccessors(SUnit *SU) {
559   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
560        I != E; ++I) {
561     releaseSucc(SU, &*I);
562   }
563 }
564
565 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. When
566 /// NumSuccsLeft reaches zero, release the predecessor node.
567 ///
568 /// FIXME: Adjust PredSU height based on MinLatency.
569 void ScheduleDAGMI::releasePred(SUnit *SU, SDep *PredEdge) {
570   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
571
572   if (PredEdge->isWeak()) {
573     --PredSU->WeakSuccsLeft;
574     if (PredEdge->isCluster())
575       NextClusterPred = PredSU;
576     return;
577   }
578 #ifndef NDEBUG
579   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
580     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
581     PredSU->dump(this);
582     dbgs() << " has been released too many times!\n";
583     llvm_unreachable(nullptr);
584   }
585 #endif
586   // SU->BotReadyCycle was set to CurrCycle when it was scheduled. However,
587   // CurrCycle may have advanced since then.
588   if (PredSU->BotReadyCycle < SU->BotReadyCycle + PredEdge->getLatency())
589     PredSU->BotReadyCycle = SU->BotReadyCycle + PredEdge->getLatency();
590
591   --PredSU->NumSuccsLeft;
592   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU)
593     SchedImpl->releaseBottomNode(PredSU);
594 }
595
596 /// releasePredecessors - Call releasePred on each of SU's predecessors.
597 void ScheduleDAGMI::releasePredecessors(SUnit *SU) {
598   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
599        I != E; ++I) {
600     releasePred(SU, &*I);
601   }
602 }
603
604 /// enterRegion - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction after
605 /// crossing a scheduling boundary. [begin, end) includes all instructions in
606 /// the region, including the boundary itself and single-instruction regions
607 /// that don't get scheduled.
608 void ScheduleDAGMI::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
609                                      MachineBasicBlock::iterator begin,
610                                      MachineBasicBlock::iterator end,
611                                      unsigned regioninstrs)
612 {
613   ScheduleDAGInstrs::enterRegion(bb, begin, end, regioninstrs);
614
615   SchedImpl->initPolicy(begin, end, regioninstrs);
616 }
617
618 /// This is normally called from the main scheduler loop but may also be invoked
619 /// by the scheduling strategy to perform additional code motion.
620 void ScheduleDAGMI::moveInstruction(
621   MachineInstr *MI, MachineBasicBlock::iterator InsertPos) {
622   // Advance RegionBegin if the first instruction moves down.
623   if (&*RegionBegin == MI)
624     ++RegionBegin;
625
626   // Update the instruction stream.
627   BB->splice(InsertPos, BB, MI);
628
629   // Update LiveIntervals
630   if (LIS)
631     LIS->handleMove(MI, /*UpdateFlags=*/true);
632
633   // Recede RegionBegin if an instruction moves above the first.
634   if (RegionBegin == InsertPos)
635     RegionBegin = MI;
636 }
637
638 bool ScheduleDAGMI::checkSchedLimit() {
639 #ifndef NDEBUG
640   if (NumInstrsScheduled == MISchedCutoff && MISchedCutoff != ~0U) {
641     CurrentTop = CurrentBottom;
642     return false;
643   }
644   ++NumInstrsScheduled;
645 #endif
646   return true;
647 }
648
649 /// Per-region scheduling driver, called back from
650 /// MachineScheduler::runOnMachineFunction. This is a simplified driver that
651 /// does not consider liveness or register pressure. It is useful for PostRA
652 /// scheduling and potentially other custom schedulers.
653 void ScheduleDAGMI::schedule() {
654   // Build the DAG.
655   buildSchedGraph(AA);
656
657   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
658
659   postprocessDAG();
660
661   SmallVector<SUnit*, 8> TopRoots, BotRoots;
662   findRootsAndBiasEdges(TopRoots, BotRoots);
663
664   // Initialize the strategy before modifying the DAG.
665   // This may initialize a DFSResult to be used for queue priority.
666   SchedImpl->initialize(this);
667
668   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
669           SUnits[su].dumpAll(this));
670   if (ViewMISchedDAGs) viewGraph();
671
672   // Initialize ready queues now that the DAG and priority data are finalized.
673   initQueues(TopRoots, BotRoots);
674
675   bool IsTopNode = false;
676   while (SUnit *SU = SchedImpl->pickNode(IsTopNode)) {
677     assert(!SU->isScheduled && "Node already scheduled");
678     if (!checkSchedLimit())
679       break;
680
681     MachineInstr *MI = SU->getInstr();
682     if (IsTopNode) {
683       assert(SU->isTopReady() && "node still has unscheduled dependencies");
684       if (&*CurrentTop == MI)
685         CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, CurrentBottom);
686       else
687         moveInstruction(MI, CurrentTop);
688     }
689     else {
690       assert(SU->isBottomReady() && "node still has unscheduled dependencies");
691       MachineBasicBlock::iterator priorII =
692         priorNonDebug(CurrentBottom, CurrentTop);
693       if (&*priorII == MI)
694         CurrentBottom = priorII;
695       else {
696         if (&*CurrentTop == MI)
697           CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, priorII);
698         moveInstruction(MI, CurrentBottom);
699         CurrentBottom = MI;
700       }
701     }
702     // Notify the scheduling strategy before updating the DAG.
703     // This sets the scheduled node's ReadyCycle to CurrCycle. When updateQueues
704     // runs, it can then use the accurate ReadyCycle time to determine whether
705     // newly released nodes can move to the readyQ.
706     SchedImpl->schedNode(SU, IsTopNode);
707
708     updateQueues(SU, IsTopNode);
709   }
710   assert(CurrentTop == CurrentBottom && "Nonempty unscheduled zone.");
711
712   placeDebugValues();
713
714   DEBUG({
715       unsigned BBNum = begin()->getParent()->getNumber();
716       dbgs() << "*** Final schedule for BB#" << BBNum << " ***\n";
717       dumpSchedule();
718       dbgs() << '\n';
719     });
720 }
721
722 /// Apply each ScheduleDAGMutation step in order.
723 void ScheduleDAGMI::postprocessDAG() {
724   for (unsigned i = 0, e = Mutations.size(); i < e; ++i) {
725     Mutations[i]->apply(this);
726   }
727 }
728
729 void ScheduleDAGMI::
730 findRootsAndBiasEdges(SmallVectorImpl<SUnit*> &TopRoots,
731                       SmallVectorImpl<SUnit*> &BotRoots) {
732   for (std::vector<SUnit>::iterator
733          I = SUnits.begin(), E = SUnits.end(); I != E; ++I) {
734     SUnit *SU = &(*I);
735     assert(!SU->isBoundaryNode() && "Boundary node should not be in SUnits");
736
737     // Order predecessors so DFSResult follows the critical path.
738     SU->biasCriticalPath();
739
740     // A SUnit is ready to top schedule if it has no predecessors.
741     if (!I->NumPredsLeft)
742       TopRoots.push_back(SU);
743     // A SUnit is ready to bottom schedule if it has no successors.
744     if (!I->NumSuccsLeft)
745       BotRoots.push_back(SU);
746   }
747   ExitSU.biasCriticalPath();
748 }
749
750 /// Identify DAG roots and setup scheduler queues.
751 void ScheduleDAGMI::initQueues(ArrayRef<SUnit*> TopRoots,
752                                ArrayRef<SUnit*> BotRoots) {
753   NextClusterSucc = nullptr;
754   NextClusterPred = nullptr;
755
756   // Release all DAG roots for scheduling, not including EntrySU/ExitSU.
757   //
758   // Nodes with unreleased weak edges can still be roots.
759   // Release top roots in forward order.
760   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
761          I = TopRoots.begin(), E = TopRoots.end(); I != E; ++I) {
762     SchedImpl->releaseTopNode(*I);
763   }
764   // Release bottom roots in reverse order so the higher priority nodes appear
765   // first. This is more natural and slightly more efficient.
766   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_reverse_iterator
767          I = BotRoots.rbegin(), E = BotRoots.rend(); I != E; ++I) {
768     SchedImpl->releaseBottomNode(*I);
769   }
770
771   releaseSuccessors(&EntrySU);
772   releasePredecessors(&ExitSU);
773
774   SchedImpl->registerRoots();
775
776   // Advance past initial DebugValues.
777   CurrentTop = nextIfDebug(RegionBegin, RegionEnd);
778   CurrentBottom = RegionEnd;
779 }
780
781 /// Update scheduler queues after scheduling an instruction.
782 void ScheduleDAGMI::updateQueues(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
783   // Release dependent instructions for scheduling.
784   if (IsTopNode)
785     releaseSuccessors(SU);
786   else
787     releasePredecessors(SU);
788
789   SU->isScheduled = true;
790 }
791
792 /// Reinsert any remaining debug_values, just like the PostRA scheduler.
793 void ScheduleDAGMI::placeDebugValues() {
794   // If first instruction was a DBG_VALUE then put it back.
795   if (FirstDbgValue) {
796     BB->splice(RegionBegin, BB, FirstDbgValue);
797     RegionBegin = FirstDbgValue;
798   }
799
800   for (std::vector<std::pair<MachineInstr *, MachineInstr *> >::iterator
801          DI = DbgValues.end(), DE = DbgValues.begin(); DI != DE; --DI) {
802     std::pair<MachineInstr *, MachineInstr *> P = *std::prev(DI);
803     MachineInstr *DbgValue = P.first;
804     MachineBasicBlock::iterator OrigPrevMI = P.second;
805     if (&*RegionBegin == DbgValue)
806       ++RegionBegin;
807     BB->splice(++OrigPrevMI, BB, DbgValue);
808     if (OrigPrevMI == std::prev(RegionEnd))
809       RegionEnd = DbgValue;
810   }
811   DbgValues.clear();
812   FirstDbgValue = nullptr;
813 }
814
815 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
816 void ScheduleDAGMI::dumpSchedule() const {
817   for (MachineBasicBlock::iterator MI = begin(), ME = end(); MI != ME; ++MI) {
818     if (SUnit *SU = getSUnit(&(*MI)))
819       SU->dump(this);
820     else
821       dbgs() << "Missing SUnit\n";
822   }
823 }
824 #endif
825
826 //===----------------------------------------------------------------------===//
827 // ScheduleDAGMILive - Base class for MachineInstr scheduling with LiveIntervals
828 // preservation.
829 //===----------------------------------------------------------------------===//
830
831 ScheduleDAGMILive::~ScheduleDAGMILive() {
832   delete DFSResult;
833 }
834
835 /// enterRegion - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction after
836 /// crossing a scheduling boundary. [begin, end) includes all instructions in
837 /// the region, including the boundary itself and single-instruction regions
838 /// that don't get scheduled.
839 void ScheduleDAGMILive::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
840                                 MachineBasicBlock::iterator begin,
841                                 MachineBasicBlock::iterator end,
842                                 unsigned regioninstrs)
843 {
844   // ScheduleDAGMI initializes SchedImpl's per-region policy.
845   ScheduleDAGMI::enterRegion(bb, begin, end, regioninstrs);
846
847   // For convenience remember the end of the liveness region.
848   LiveRegionEnd = (RegionEnd == bb->end()) ? RegionEnd : std::next(RegionEnd);
849
850   SUPressureDiffs.clear();
851
852   ShouldTrackPressure = SchedImpl->shouldTrackPressure();
853 }
854
855 // Setup the register pressure trackers for the top scheduled top and bottom
856 // scheduled regions.
857 void ScheduleDAGMILive::initRegPressure() {
858   TopRPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, RegionBegin);
859   BotRPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, LiveRegionEnd);
860
861   // Close the RPTracker to finalize live ins.
862   RPTracker.closeRegion();
863
864   DEBUG(RPTracker.dump());
865
866   // Initialize the live ins and live outs.
867   TopRPTracker.addLiveRegs(RPTracker.getPressure().LiveInRegs);
868   BotRPTracker.addLiveRegs(RPTracker.getPressure().LiveOutRegs);
869
870   // Close one end of the tracker so we can call
871   // getMaxUpward/DownwardPressureDelta before advancing across any
872   // instructions. This converts currently live regs into live ins/outs.
873   TopRPTracker.closeTop();
874   BotRPTracker.closeBottom();
875
876   BotRPTracker.initLiveThru(RPTracker);
877   if (!BotRPTracker.getLiveThru().empty()) {
878     TopRPTracker.initLiveThru(BotRPTracker.getLiveThru());
879     DEBUG(dbgs() << "Live Thru: ";
880           dumpRegSetPressure(BotRPTracker.getLiveThru(), TRI));
881   };
882
883   // For each live out vreg reduce the pressure change associated with other
884   // uses of the same vreg below the live-out reaching def.
885   updatePressureDiffs(RPTracker.getPressure().LiveOutRegs);
886
887   // Account for liveness generated by the region boundary.
888   if (LiveRegionEnd != RegionEnd) {
889     SmallVector<unsigned, 8> LiveUses;
890     BotRPTracker.recede(&LiveUses);
891     updatePressureDiffs(LiveUses);
892   }
893
894   assert(BotRPTracker.getPos() == RegionEnd && "Can't find the region bottom");
895
896   // Cache the list of excess pressure sets in this region. This will also track
897   // the max pressure in the scheduled code for these sets.
898   RegionCriticalPSets.clear();
899   const std::vector<unsigned> &RegionPressure =
900     RPTracker.getPressure().MaxSetPressure;
901   for (unsigned i = 0, e = RegionPressure.size(); i < e; ++i) {
902     unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(i);
903     if (RegionPressure[i] > Limit) {
904       DEBUG(dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i)
905             << " Limit " << Limit
906             << " Actual " << RegionPressure[i] << "\n");
907       RegionCriticalPSets.push_back(PressureChange(i));
908     }
909   }
910   DEBUG(dbgs() << "Excess PSets: ";
911         for (unsigned i = 0, e = RegionCriticalPSets.size(); i != e; ++i)
912           dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(
913             RegionCriticalPSets[i].getPSet()) << " ";
914         dbgs() << "\n");
915 }
916
917 void ScheduleDAGMILive::
918 updateScheduledPressure(const SUnit *SU,
919                         const std::vector<unsigned> &NewMaxPressure) {
920   const PressureDiff &PDiff = getPressureDiff(SU);
921   unsigned CritIdx = 0, CritEnd = RegionCriticalPSets.size();
922   for (PressureDiff::const_iterator I = PDiff.begin(), E = PDiff.end();
923        I != E; ++I) {
924     if (!I->isValid())
925       break;
926     unsigned ID = I->getPSet();
927     while (CritIdx != CritEnd && RegionCriticalPSets[CritIdx].getPSet() < ID)
928       ++CritIdx;
929     if (CritIdx != CritEnd && RegionCriticalPSets[CritIdx].getPSet() == ID) {
930       if ((int)NewMaxPressure[ID] > RegionCriticalPSets[CritIdx].getUnitInc()
931           && NewMaxPressure[ID] <= INT16_MAX)
932         RegionCriticalPSets[CritIdx].setUnitInc(NewMaxPressure[ID]);
933     }
934     unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(ID);
935     if (NewMaxPressure[ID] >= Limit - 2) {
936       DEBUG(dbgs() << "  " << TRI->getRegPressureSetName(ID) << ": "
937             << NewMaxPressure[ID] << " > " << Limit << "(+ "
938             << BotRPTracker.getLiveThru()[ID] << " livethru)\n");
939     }
940   }
941 }
942
943 /// Update the PressureDiff array for liveness after scheduling this
944 /// instruction.
945 void ScheduleDAGMILive::updatePressureDiffs(ArrayRef<unsigned> LiveUses) {
946   for (unsigned LUIdx = 0, LUEnd = LiveUses.size(); LUIdx != LUEnd; ++LUIdx) {
947     /// FIXME: Currently assuming single-use physregs.
948     unsigned Reg = LiveUses[LUIdx];
949     DEBUG(dbgs() << "  LiveReg: " << PrintVRegOrUnit(Reg, TRI) << "\n");
950     if (!TRI->isVirtualRegister(Reg))
951       continue;
952
953     // This may be called before CurrentBottom has been initialized. However,
954     // BotRPTracker must have a valid position. We want the value live into the
955     // instruction or live out of the block, so ask for the previous
956     // instruction's live-out.
957     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
958     VNInfo *VNI;
959     MachineBasicBlock::const_iterator I =
960       nextIfDebug(BotRPTracker.getPos(), BB->end());
961     if (I == BB->end())
962       VNI = LI.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(BB));
963     else {
964       LiveQueryResult LRQ = LI.Query(LIS->getInstructionIndex(I));
965       VNI = LRQ.valueIn();
966     }
967     // RegisterPressureTracker guarantees that readsReg is true for LiveUses.
968     assert(VNI && "No live value at use.");
969     for (VReg2UseMap::iterator
970            UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
971       SUnit *SU = UI->SU;
972       DEBUG(dbgs() << "  UpdateRegP: SU(" << SU->NodeNum << ") "
973             << *SU->getInstr());
974       // If this use comes before the reaching def, it cannot be a last use, so
975       // descrease its pressure change.
976       if (!SU->isScheduled && SU != &ExitSU) {
977         LiveQueryResult LRQ
978           = LI.Query(LIS->getInstructionIndex(SU->getInstr()));
979         if (LRQ.valueIn() == VNI)
980           getPressureDiff(SU).addPressureChange(Reg, true, &MRI);
981       }
982     }
983   }
984 }
985
986 /// schedule - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction
987 /// after setting up the current scheduling region. [RegionBegin, RegionEnd)
988 /// only includes instructions that have DAG nodes, not scheduling boundaries.
989 ///
990 /// This is a skeletal driver, with all the functionality pushed into helpers,
991 /// so that it can be easilly extended by experimental schedulers. Generally,
992 /// implementing MachineSchedStrategy should be sufficient to implement a new
993 /// scheduling algorithm. However, if a scheduler further subclasses
994 /// ScheduleDAGMILive then it will want to override this virtual method in order
995 /// to update any specialized state.
996 void ScheduleDAGMILive::schedule() {
997   buildDAGWithRegPressure();
998
999   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
1000
1001   postprocessDAG();
1002
1003   SmallVector<SUnit*, 8> TopRoots, BotRoots;
1004   findRootsAndBiasEdges(TopRoots, BotRoots);
1005
1006   // Initialize the strategy before modifying the DAG.
1007   // This may initialize a DFSResult to be used for queue priority.
1008   SchedImpl->initialize(this);
1009
1010   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
1011           SUnits[su].dumpAll(this));
1012   if (ViewMISchedDAGs) viewGraph();
1013
1014   // Initialize ready queues now that the DAG and priority data are finalized.
1015   initQueues(TopRoots, BotRoots);
1016
1017   if (ShouldTrackPressure) {
1018     assert(TopRPTracker.getPos() == RegionBegin && "bad initial Top tracker");
1019     TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
1020   }
1021
1022   bool IsTopNode = false;
1023   while (SUnit *SU = SchedImpl->pickNode(IsTopNode)) {
1024     assert(!SU->isScheduled && "Node already scheduled");
1025     if (!checkSchedLimit())
1026       break;
1027
1028     scheduleMI(SU, IsTopNode);
1029
1030     updateQueues(SU, IsTopNode);
1031
1032     if (DFSResult) {
1033       unsigned SubtreeID = DFSResult->getSubtreeID(SU);
1034       if (!ScheduledTrees.test(SubtreeID)) {
1035         ScheduledTrees.set(SubtreeID);
1036         DFSResult->scheduleTree(SubtreeID);
1037         SchedImpl->scheduleTree(SubtreeID);
1038       }
1039     }
1040
1041     // Notify the scheduling strategy after updating the DAG.
1042     SchedImpl->schedNode(SU, IsTopNode);
1043   }
1044   assert(CurrentTop == CurrentBottom && "Nonempty unscheduled zone.");
1045
1046   placeDebugValues();
1047
1048   DEBUG({
1049       unsigned BBNum = begin()->getParent()->getNumber();
1050       dbgs() << "*** Final schedule for BB#" << BBNum << " ***\n";
1051       dumpSchedule();
1052       dbgs() << '\n';
1053     });
1054 }
1055
1056 /// Build the DAG and setup three register pressure trackers.
1057 void ScheduleDAGMILive::buildDAGWithRegPressure() {
1058   if (!ShouldTrackPressure) {
1059     RPTracker.reset();
1060     RegionCriticalPSets.clear();
1061     buildSchedGraph(AA);
1062     return;
1063   }
1064
1065   // Initialize the register pressure tracker used by buildSchedGraph.
1066   RPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, LiveRegionEnd,
1067                  /*TrackUntiedDefs=*/true);
1068
1069   // Account for liveness generate by the region boundary.
1070   if (LiveRegionEnd != RegionEnd)
1071     RPTracker.recede();
1072
1073   // Build the DAG, and compute current register pressure.
1074   buildSchedGraph(AA, &RPTracker, &SUPressureDiffs);
1075
1076   // Initialize top/bottom trackers after computing region pressure.
1077   initRegPressure();
1078 }
1079
1080 void ScheduleDAGMILive::computeDFSResult() {
1081   if (!DFSResult)
1082     DFSResult = new SchedDFSResult(/*BottomU*/true, MinSubtreeSize);
1083   DFSResult->clear();
1084   ScheduledTrees.clear();
1085   DFSResult->resize(SUnits.size());
1086   DFSResult->compute(SUnits);
1087   ScheduledTrees.resize(DFSResult->getNumSubtrees());
1088 }
1089
1090 /// Compute the max cyclic critical path through the DAG. The scheduling DAG
1091 /// only provides the critical path for single block loops. To handle loops that
1092 /// span blocks, we could use the vreg path latencies provided by
1093 /// MachineTraceMetrics instead. However, MachineTraceMetrics is not currently
1094 /// available for use in the scheduler.
1095 ///
1096 /// The cyclic path estimation identifies a def-use pair that crosses the back
1097 /// edge and considers the depth and height of the nodes. For example, consider
1098 /// the following instruction sequence where each instruction has unit latency
1099 /// and defines an epomymous virtual register:
1100 ///
1101 /// a->b(a,c)->c(b)->d(c)->exit
1102 ///
1103 /// The cyclic critical path is a two cycles: b->c->b
1104 /// The acyclic critical path is four cycles: a->b->c->d->exit
1105 /// LiveOutHeight = height(c) = len(c->d->exit) = 2
1106 /// LiveOutDepth = depth(c) + 1 = len(a->b->c) + 1 = 3
1107 /// LiveInHeight = height(b) + 1 = len(b->c->d->exit) + 1 = 4
1108 /// LiveInDepth = depth(b) = len(a->b) = 1
1109 ///
1110 /// LiveOutDepth - LiveInDepth = 3 - 1 = 2
1111 /// LiveInHeight - LiveOutHeight = 4 - 2 = 2
1112 /// CyclicCriticalPath = min(2, 2) = 2
1113 ///
1114 /// This could be relevant to PostRA scheduling, but is currently implemented
1115 /// assuming LiveIntervals.
1116 unsigned ScheduleDAGMILive::computeCyclicCriticalPath() {
1117   // This only applies to single block loop.
1118   if (!BB->isSuccessor(BB))
1119     return 0;
1120
1121   unsigned MaxCyclicLatency = 0;
1122   // Visit each live out vreg def to find def/use pairs that cross iterations.
1123   ArrayRef<unsigned> LiveOuts = RPTracker.getPressure().LiveOutRegs;
1124   for (ArrayRef<unsigned>::iterator RI = LiveOuts.begin(), RE = LiveOuts.end();
1125        RI != RE; ++RI) {
1126     unsigned Reg = *RI;
1127     if (!TRI->isVirtualRegister(Reg))
1128         continue;
1129     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
1130     const VNInfo *DefVNI = LI.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(BB));
1131     if (!DefVNI)
1132       continue;
1133
1134     MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(DefVNI->def);
1135     const SUnit *DefSU = getSUnit(DefMI);
1136     if (!DefSU)
1137       continue;
1138
1139     unsigned LiveOutHeight = DefSU->getHeight();
1140     unsigned LiveOutDepth = DefSU->getDepth() + DefSU->Latency;
1141     // Visit all local users of the vreg def.
1142     for (VReg2UseMap::iterator
1143            UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
1144       if (UI->SU == &ExitSU)
1145         continue;
1146
1147       // Only consider uses of the phi.
1148       LiveQueryResult LRQ =
1149         LI.Query(LIS->getInstructionIndex(UI->SU->getInstr()));
1150       if (!LRQ.valueIn()->isPHIDef())
1151         continue;
1152
1153       // Assume that a path spanning two iterations is a cycle, which could
1154       // overestimate in strange cases. This allows cyclic latency to be
1155       // estimated as the minimum slack of the vreg's depth or height.
1156       unsigned CyclicLatency = 0;
1157       if (LiveOutDepth > UI->SU->getDepth())
1158         CyclicLatency = LiveOutDepth - UI->SU->getDepth();
1159
1160       unsigned LiveInHeight = UI->SU->getHeight() + DefSU->Latency;
1161       if (LiveInHeight > LiveOutHeight) {
1162         if (LiveInHeight - LiveOutHeight < CyclicLatency)
1163           CyclicLatency = LiveInHeight - LiveOutHeight;
1164       }
1165       else
1166         CyclicLatency = 0;
1167
1168       DEBUG(dbgs() << "Cyclic Path: SU(" << DefSU->NodeNum << ") -> SU("
1169             << UI->SU->NodeNum << ") = " << CyclicLatency << "c\n");
1170       if (CyclicLatency > MaxCyclicLatency)
1171         MaxCyclicLatency = CyclicLatency;
1172     }
1173   }
1174   DEBUG(dbgs() << "Cyclic Critical Path: " << MaxCyclicLatency << "c\n");
1175   return MaxCyclicLatency;
1176 }
1177
1178 /// Move an instruction and update register pressure.
1179 void ScheduleDAGMILive::scheduleMI(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
1180   // Move the instruction to its new location in the instruction stream.
1181   MachineInstr *MI = SU->getInstr();
1182
1183   if (IsTopNode) {
1184     assert(SU->isTopReady() && "node still has unscheduled dependencies");
1185     if (&*CurrentTop == MI)
1186       CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, CurrentBottom);
1187     else {
1188       moveInstruction(MI, CurrentTop);
1189       TopRPTracker.setPos(MI);
1190     }
1191
1192     if (ShouldTrackPressure) {
1193       // Update top scheduled pressure.
1194       TopRPTracker.advance();
1195       assert(TopRPTracker.getPos() == CurrentTop && "out of sync");
1196       updateScheduledPressure(SU, TopRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
1197     }
1198   }
1199   else {
1200     assert(SU->isBottomReady() && "node still has unscheduled dependencies");
1201     MachineBasicBlock::iterator priorII =
1202       priorNonDebug(CurrentBottom, CurrentTop);
1203     if (&*priorII == MI)
1204       CurrentBottom = priorII;
1205     else {
1206       if (&*CurrentTop == MI) {
1207         CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, priorII);
1208         TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
1209       }
1210       moveInstruction(MI, CurrentBottom);
1211       CurrentBottom = MI;
1212     }
1213     if (ShouldTrackPressure) {
1214       // Update bottom scheduled pressure.
1215       SmallVector<unsigned, 8> LiveUses;
1216       BotRPTracker.recede(&LiveUses);
1217       assert(BotRPTracker.getPos() == CurrentBottom && "out of sync");
1218       updateScheduledPressure(SU, BotRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
1219       updatePressureDiffs(LiveUses);
1220     }
1221   }
1222 }
1223
1224 //===----------------------------------------------------------------------===//
1225 // LoadClusterMutation - DAG post-processing to cluster loads.
1226 //===----------------------------------------------------------------------===//
1227
1228 namespace {
1229 /// \brief Post-process the DAG to create cluster edges between neighboring
1230 /// loads.
1231 class LoadClusterMutation : public ScheduleDAGMutation {
1232   struct LoadInfo {
1233     SUnit *SU;
1234     unsigned BaseReg;
1235     unsigned Offset;
1236     LoadInfo(SUnit *su, unsigned reg, unsigned ofs)
1237       : SU(su), BaseReg(reg), Offset(ofs) {}
1238
1239     bool operator<(const LoadInfo &RHS) const {
1240       return std::tie(BaseReg, Offset) < std::tie(RHS.BaseReg, RHS.Offset);
1241     }
1242   };
1243
1244   const TargetInstrInfo *TII;
1245   const TargetRegisterInfo *TRI;
1246 public:
1247   LoadClusterMutation(const TargetInstrInfo *tii,
1248                       const TargetRegisterInfo *tri)
1249     : TII(tii), TRI(tri) {}
1250
1251   void apply(ScheduleDAGMI *DAG) override;
1252 protected:
1253   void clusterNeighboringLoads(ArrayRef<SUnit*> Loads, ScheduleDAGMI *DAG);
1254 };
1255 } // anonymous
1256
1257 void LoadClusterMutation::clusterNeighboringLoads(ArrayRef<SUnit*> Loads,
1258                                                   ScheduleDAGMI *DAG) {
1259   SmallVector<LoadClusterMutation::LoadInfo,32> LoadRecords;
1260   for (unsigned Idx = 0, End = Loads.size(); Idx != End; ++Idx) {
1261     SUnit *SU = Loads[Idx];
1262     unsigned BaseReg;
1263     unsigned Offset;
1264     if (TII->getLdStBaseRegImmOfs(SU->getInstr(), BaseReg, Offset, TRI))
1265       LoadRecords.push_back(LoadInfo(SU, BaseReg, Offset));
1266   }
1267   if (LoadRecords.size() < 2)
1268     return;
1269   std::sort(LoadRecords.begin(), LoadRecords.end());
1270   unsigned ClusterLength = 1;
1271   for (unsigned Idx = 0, End = LoadRecords.size(); Idx < (End - 1); ++Idx) {
1272     if (LoadRecords[Idx].BaseReg != LoadRecords[Idx+1].BaseReg) {
1273       ClusterLength = 1;
1274       continue;
1275     }
1276
1277     SUnit *SUa = LoadRecords[Idx].SU;
1278     SUnit *SUb = LoadRecords[Idx+1].SU;
1279     if (TII->shouldClusterLoads(SUa->getInstr(), SUb->getInstr(), ClusterLength)
1280         && DAG->addEdge(SUb, SDep(SUa, SDep::Cluster))) {
1281
1282       DEBUG(dbgs() << "Cluster loads SU(" << SUa->NodeNum << ") - SU("
1283             << SUb->NodeNum << ")\n");
1284       // Copy successor edges from SUa to SUb. Interleaving computation
1285       // dependent on SUa can prevent load combining due to register reuse.
1286       // Predecessor edges do not need to be copied from SUb to SUa since nearby
1287       // loads should have effectively the same inputs.
1288       for (SUnit::const_succ_iterator
1289              SI = SUa->Succs.begin(), SE = SUa->Succs.end(); SI != SE; ++SI) {
1290         if (SI->getSUnit() == SUb)
1291           continue;
1292         DEBUG(dbgs() << "  Copy Succ SU(" << SI->getSUnit()->NodeNum << ")\n");
1293         DAG->addEdge(SI->getSUnit(), SDep(SUb, SDep::Artificial));
1294       }
1295       ++ClusterLength;
1296     }
1297     else
1298       ClusterLength = 1;
1299   }
1300 }
1301
1302 /// \brief Callback from DAG postProcessing to create cluster edges for loads.
1303 void LoadClusterMutation::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
1304   // Map DAG NodeNum to store chain ID.
1305   DenseMap<unsigned, unsigned> StoreChainIDs;
1306   // Map each store chain to a set of dependent loads.
1307   SmallVector<SmallVector<SUnit*,4>, 32> StoreChainDependents;
1308   for (unsigned Idx = 0, End = DAG->SUnits.size(); Idx != End; ++Idx) {
1309     SUnit *SU = &DAG->SUnits[Idx];
1310     if (!SU->getInstr()->mayLoad())
1311       continue;
1312     unsigned ChainPredID = DAG->SUnits.size();
1313     for (SUnit::const_pred_iterator
1314            PI = SU->Preds.begin(), PE = SU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
1315       if (PI->isCtrl()) {
1316         ChainPredID = PI->getSUnit()->NodeNum;
1317         break;
1318       }
1319     }
1320     // Check if this chain-like pred has been seen
1321     // before. ChainPredID==MaxNodeID for loads at the top of the schedule.
1322     unsigned NumChains = StoreChainDependents.size();
1323     std::pair<DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator, bool> Result =
1324       StoreChainIDs.insert(std::make_pair(ChainPredID, NumChains));
1325     if (Result.second)
1326       StoreChainDependents.resize(NumChains + 1);
1327     StoreChainDependents[Result.first->second].push_back(SU);
1328   }
1329   // Iterate over the store chains.
1330   for (unsigned Idx = 0, End = StoreChainDependents.size(); Idx != End; ++Idx)
1331     clusterNeighboringLoads(StoreChainDependents[Idx], DAG);
1332 }
1333
1334 //===----------------------------------------------------------------------===//
1335 // MacroFusion - DAG post-processing to encourage fusion of macro ops.
1336 //===----------------------------------------------------------------------===//
1337
1338 namespace {
1339 /// \brief Post-process the DAG to create cluster edges between instructions
1340 /// that may be fused by the processor into a single operation.
1341 class MacroFusion : public ScheduleDAGMutation {
1342   const TargetInstrInfo *TII;
1343 public:
1344   MacroFusion(const TargetInstrInfo *tii): TII(tii) {}
1345
1346   void apply(ScheduleDAGMI *DAG) override;
1347 };
1348 } // anonymous
1349
1350 /// \brief Callback from DAG postProcessing to create cluster edges to encourage
1351 /// fused operations.
1352 void MacroFusion::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
1353   // For now, assume targets can only fuse with the branch.
1354   MachineInstr *Branch = DAG->ExitSU.getInstr();
1355   if (!Branch)
1356     return;
1357
1358   for (unsigned Idx = DAG->SUnits.size(); Idx > 0;) {
1359     SUnit *SU = &DAG->SUnits[--Idx];
1360     if (!TII->shouldScheduleAdjacent(SU->getInstr(), Branch))
1361       continue;
1362
1363     // Create a single weak edge from SU to ExitSU. The only effect is to cause
1364     // bottom-up scheduling to heavily prioritize the clustered SU.  There is no
1365     // need to copy predecessor edges from ExitSU to SU, since top-down
1366     // scheduling cannot prioritize ExitSU anyway. To defer top-down scheduling
1367     // of SU, we could create an artificial edge from the deepest root, but it
1368     // hasn't been needed yet.
1369     bool Success = DAG->addEdge(&DAG->ExitSU, SDep(SU, SDep::Cluster));
1370     (void)Success;
1371     assert(Success && "No DAG nodes should be reachable from ExitSU");
1372
1373     DEBUG(dbgs() << "Macro Fuse SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
1374     break;
1375   }
1376 }
1377
1378 //===----------------------------------------------------------------------===//
1379 // CopyConstrain - DAG post-processing to encourage copy elimination.
1380 //===----------------------------------------------------------------------===//
1381
1382 namespace {
1383 /// \brief Post-process the DAG to create weak edges from all uses of a copy to
1384 /// the one use that defines the copy's source vreg, most likely an induction
1385 /// variable increment.
1386 class CopyConstrain : public ScheduleDAGMutation {
1387   // Transient state.
1388   SlotIndex RegionBeginIdx;
1389   // RegionEndIdx is the slot index of the last non-debug instruction in the
1390   // scheduling region. So we may have RegionBeginIdx == RegionEndIdx.
1391   SlotIndex RegionEndIdx;
1392 public:
1393   CopyConstrain(const TargetInstrInfo *, const TargetRegisterInfo *) {}
1394
1395   void apply(ScheduleDAGMI *DAG) override;
1396
1397 protected:
1398   void constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMILive *DAG);
1399 };
1400 } // anonymous
1401
1402 /// constrainLocalCopy handles two possibilities:
1403 /// 1) Local src:
1404 /// I0:     = dst
1405 /// I1: src = ...
1406 /// I2:     = dst
1407 /// I3: dst = src (copy)
1408 /// (create pred->succ edges I0->I1, I2->I1)
1409 ///
1410 /// 2) Local copy:
1411 /// I0: dst = src (copy)
1412 /// I1:     = dst
1413 /// I2: src = ...
1414 /// I3:     = dst
1415 /// (create pred->succ edges I1->I2, I3->I2)
1416 ///
1417 /// Although the MachineScheduler is currently constrained to single blocks,
1418 /// this algorithm should handle extended blocks. An EBB is a set of
1419 /// contiguously numbered blocks such that the previous block in the EBB is
1420 /// always the single predecessor.
1421 void CopyConstrain::constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMILive *DAG) {
1422   LiveIntervals *LIS = DAG->getLIS();
1423   MachineInstr *Copy = CopySU->getInstr();
1424
1425   // Check for pure vreg copies.
1426   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
1427   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
1428     return;
1429
1430   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
1431   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
1432     return;
1433
1434   // Check if either the dest or source is local. If it's live across a back
1435   // edge, it's not local. Note that if both vregs are live across the back
1436   // edge, we cannot successfully contrain the copy without cyclic scheduling.
1437   unsigned LocalReg = DstReg;
1438   unsigned GlobalReg = SrcReg;
1439   LiveInterval *LocalLI = &LIS->getInterval(LocalReg);
1440   if (!LocalLI->isLocal(RegionBeginIdx, RegionEndIdx)) {
1441     LocalReg = SrcReg;
1442     GlobalReg = DstReg;
1443     LocalLI = &LIS->getInterval(LocalReg);
1444     if (!LocalLI->isLocal(RegionBeginIdx, RegionEndIdx))
1445       return;
1446   }
1447   LiveInterval *GlobalLI = &LIS->getInterval(GlobalReg);
1448
1449   // Find the global segment after the start of the local LI.
1450   LiveInterval::iterator GlobalSegment = GlobalLI->find(LocalLI->beginIndex());
1451   // If GlobalLI does not overlap LocalLI->start, then a copy directly feeds a
1452   // local live range. We could create edges from other global uses to the local
1453   // start, but the coalescer should have already eliminated these cases, so
1454   // don't bother dealing with it.
1455   if (GlobalSegment == GlobalLI->end())
1456     return;
1457
1458   // If GlobalSegment is killed at the LocalLI->start, the call to find()
1459   // returned the next global segment. But if GlobalSegment overlaps with
1460   // LocalLI->start, then advance to the next segement. If a hole in GlobalLI
1461   // exists in LocalLI's vicinity, GlobalSegment will be the end of the hole.
1462   if (GlobalSegment->contains(LocalLI->beginIndex()))
1463     ++GlobalSegment;
1464
1465   if (GlobalSegment == GlobalLI->end())
1466     return;
1467
1468   // Check if GlobalLI contains a hole in the vicinity of LocalLI.
1469   if (GlobalSegment != GlobalLI->begin()) {
1470     // Two address defs have no hole.
1471     if (SlotIndex::isSameInstr(std::prev(GlobalSegment)->end,
1472                                GlobalSegment->start)) {
1473       return;
1474     }
1475     // If the prior global segment may be defined by the same two-address
1476     // instruction that also defines LocalLI, then can't make a hole here.
1477     if (SlotIndex::isSameInstr(std::prev(GlobalSegment)->start,
1478                                LocalLI->beginIndex())) {
1479       return;
1480     }
1481     // If GlobalLI has a prior segment, it must be live into the EBB. Otherwise
1482     // it would be a disconnected component in the live range.
1483     assert(std::prev(GlobalSegment)->start < LocalLI->beginIndex() &&
1484            "Disconnected LRG within the scheduling region.");
1485   }
1486   MachineInstr *GlobalDef = LIS->getInstructionFromIndex(GlobalSegment->start);
1487   if (!GlobalDef)
1488     return;
1489
1490   SUnit *GlobalSU = DAG->getSUnit(GlobalDef);
1491   if (!GlobalSU)
1492     return;
1493
1494   // GlobalDef is the bottom of the GlobalLI hole. Open the hole by
1495   // constraining the uses of the last local def to precede GlobalDef.
1496   SmallVector<SUnit*,8> LocalUses;
1497   const VNInfo *LastLocalVN = LocalLI->getVNInfoBefore(LocalLI->endIndex());
1498   MachineInstr *LastLocalDef = LIS->getInstructionFromIndex(LastLocalVN->def);
1499   SUnit *LastLocalSU = DAG->getSUnit(LastLocalDef);
1500   for (SUnit::const_succ_iterator
1501          I = LastLocalSU->Succs.begin(), E = LastLocalSU->Succs.end();
1502        I != E; ++I) {
1503     if (I->getKind() != SDep::Data || I->getReg() != LocalReg)
1504       continue;
1505     if (I->getSUnit() == GlobalSU)
1506       continue;
1507     if (!DAG->canAddEdge(GlobalSU, I->getSUnit()))
1508       return;
1509     LocalUses.push_back(I->getSUnit());
1510   }
1511   // Open the top of the GlobalLI hole by constraining any earlier global uses
1512   // to precede the start of LocalLI.
1513   SmallVector<SUnit*,8> GlobalUses;
1514   MachineInstr *FirstLocalDef =
1515     LIS->getInstructionFromIndex(LocalLI->beginIndex());
1516   SUnit *FirstLocalSU = DAG->getSUnit(FirstLocalDef);
1517   for (SUnit::const_pred_iterator
1518          I = GlobalSU->Preds.begin(), E = GlobalSU->Preds.end(); I != E; ++I) {
1519     if (I->getKind() != SDep::Anti || I->getReg() != GlobalReg)
1520       continue;
1521     if (I->getSUnit() == FirstLocalSU)
1522       continue;
1523     if (!DAG->canAddEdge(FirstLocalSU, I->getSUnit()))
1524       return;
1525     GlobalUses.push_back(I->getSUnit());
1526   }
1527   DEBUG(dbgs() << "Constraining copy SU(" << CopySU->NodeNum << ")\n");
1528   // Add the weak edges.
1529   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
1530          I = LocalUses.begin(), E = LocalUses.end(); I != E; ++I) {
1531     DEBUG(dbgs() << "  Local use SU(" << (*I)->NodeNum << ") -> SU("
1532           << GlobalSU->NodeNum << ")\n");
1533     DAG->addEdge(GlobalSU, SDep(*I, SDep::Weak));
1534   }
1535   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
1536          I = GlobalUses.begin(), E = GlobalUses.end(); I != E; ++I) {
1537     DEBUG(dbgs() << "  Global use SU(" << (*I)->NodeNum << ") -> SU("
1538           << FirstLocalSU->NodeNum << ")\n");
1539     DAG->addEdge(FirstLocalSU, SDep(*I, SDep::Weak));
1540   }
1541 }
1542
1543 /// \brief Callback from DAG postProcessing to create weak edges to encourage
1544 /// copy elimination.
1545 void CopyConstrain::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
1546   assert(DAG->hasVRegLiveness() && "Expect VRegs with LiveIntervals");
1547
1548   MachineBasicBlock::iterator FirstPos = nextIfDebug(DAG->begin(), DAG->end());
1549   if (FirstPos == DAG->end())
1550     return;
1551   RegionBeginIdx = DAG->getLIS()->getInstructionIndex(&*FirstPos);
1552   RegionEndIdx = DAG->getLIS()->getInstructionIndex(
1553     &*priorNonDebug(DAG->end(), DAG->begin()));
1554
1555   for (unsigned Idx = 0, End = DAG->SUnits.size(); Idx != End; ++Idx) {
1556     SUnit *SU = &DAG->SUnits[Idx];
1557     if (!SU->getInstr()->isCopy())
1558       continue;
1559
1560     constrainLocalCopy(SU, static_cast<ScheduleDAGMILive*>(DAG));
1561   }
1562 }
1563
1564 //===----------------------------------------------------------------------===//
1565 // MachineSchedStrategy helpers used by GenericScheduler, GenericPostScheduler
1566 // and possibly other custom schedulers.
1567 //===----------------------------------------------------------------------===//
1568
1569 static const unsigned InvalidCycle = ~0U;
1570
1571 SchedBoundary::~SchedBoundary() { delete HazardRec; }
1572
1573 void SchedBoundary::reset() {
1574   // A new HazardRec is created for each DAG and owned by SchedBoundary.
1575   // Destroying and reconstructing it is very expensive though. So keep
1576   // invalid, placeholder HazardRecs.
1577   if (HazardRec && HazardRec->isEnabled()) {
1578     delete HazardRec;
1579     HazardRec = nullptr;
1580   }
1581   Available.clear();
1582   Pending.clear();
1583   CheckPending = false;
1584   NextSUs.clear();
1585   CurrCycle = 0;
1586   CurrMOps = 0;
1587   MinReadyCycle = UINT_MAX;
1588   ExpectedLatency = 0;
1589   DependentLatency = 0;
1590   RetiredMOps = 0;
1591   MaxExecutedResCount = 0;
1592   ZoneCritResIdx = 0;
1593   IsResourceLimited = false;
1594   ReservedCycles.clear();
1595 #ifndef NDEBUG
1596   // Track the maximum number of stall cycles that could arise either from the
1597   // latency of a DAG edge or the number of cycles that a processor resource is
1598   // reserved (SchedBoundary::ReservedCycles).
1599   MaxObservedStall = 0;
1600 #endif
1601   // Reserve a zero-count for invalid CritResIdx.
1602   ExecutedResCounts.resize(1);
1603   assert(!ExecutedResCounts[0] && "nonzero count for bad resource");
1604 }
1605
1606 void SchedRemainder::
1607 init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel) {
1608   reset();
1609   if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
1610     return;
1611   RemainingCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
1612   for (std::vector<SUnit>::iterator
1613          I = DAG->SUnits.begin(), E = DAG->SUnits.end(); I != E; ++I) {
1614     const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(&*I);
1615     RemIssueCount += SchedModel->getNumMicroOps(I->getInstr(), SC)
1616       * SchedModel->getMicroOpFactor();
1617     for (TargetSchedModel::ProcResIter
1618            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1619            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1620       unsigned PIdx = PI->ProcResourceIdx;
1621       unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
1622       RemainingCounts[PIdx] += (Factor * PI->Cycles);
1623     }
1624   }
1625 }
1626
1627 void SchedBoundary::
1628 init(ScheduleDAGMI *dag, const TargetSchedModel *smodel, SchedRemainder *rem) {
1629   reset();
1630   DAG = dag;
1631   SchedModel = smodel;
1632   Rem = rem;
1633   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
1634     ExecutedResCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
1635     ReservedCycles.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds(), InvalidCycle);
1636   }
1637 }
1638
1639 /// Compute the stall cycles based on this SUnit's ready time. Heuristics treat
1640 /// these "soft stalls" differently than the hard stall cycles based on CPU
1641 /// resources and computed by checkHazard(). A fully in-order model
1642 /// (MicroOpBufferSize==0) will not make use of this since instructions are not
1643 /// available for scheduling until they are ready. However, a weaker in-order
1644 /// model may use this for heuristics. For example, if a processor has in-order
1645 /// behavior when reading certain resources, this may come into play.
1646 unsigned SchedBoundary::getLatencyStallCycles(SUnit *SU) {
1647   if (!SU->isUnbuffered)
1648     return 0;
1649
1650   unsigned ReadyCycle = (isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle);
1651   if (ReadyCycle > CurrCycle)
1652     return ReadyCycle - CurrCycle;
1653   return 0;
1654 }
1655
1656 /// Compute the next cycle at which the given processor resource can be
1657 /// scheduled.
1658 unsigned SchedBoundary::
1659 getNextResourceCycle(unsigned PIdx, unsigned Cycles) {
1660   unsigned NextUnreserved = ReservedCycles[PIdx];
1661   // If this resource has never been used, always return cycle zero.
1662   if (NextUnreserved == InvalidCycle)
1663     return 0;
1664   // For bottom-up scheduling add the cycles needed for the current operation.
1665   if (!isTop())
1666     NextUnreserved += Cycles;
1667   return NextUnreserved;
1668 }
1669
1670 /// Does this SU have a hazard within the current instruction group.
1671 ///
1672 /// The scheduler supports two modes of hazard recognition. The first is the
1673 /// ScheduleHazardRecognizer API. It is a fully general hazard recognizer that
1674 /// supports highly complicated in-order reservation tables
1675 /// (ScoreboardHazardRecognizer) and arbitraty target-specific logic.
1676 ///
1677 /// The second is a streamlined mechanism that checks for hazards based on
1678 /// simple counters that the scheduler itself maintains. It explicitly checks
1679 /// for instruction dispatch limitations, including the number of micro-ops that
1680 /// can dispatch per cycle.
1681 ///
1682 /// TODO: Also check whether the SU must start a new group.
1683 bool SchedBoundary::checkHazard(SUnit *SU) {
1684   if (HazardRec->isEnabled()
1685       && HazardRec->getHazardType(SU) != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard) {
1686     return true;
1687   }
1688   unsigned uops = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
1689   if ((CurrMOps > 0) && (CurrMOps + uops > SchedModel->getIssueWidth())) {
1690     DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") uops="
1691           << SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr()) << '\n');
1692     return true;
1693   }
1694   if (SchedModel->hasInstrSchedModel() && SU->hasReservedResource) {
1695     const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
1696     for (TargetSchedModel::ProcResIter
1697            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1698            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1699       unsigned NRCycle = getNextResourceCycle(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles);
1700       if (NRCycle > CurrCycle) {
1701 #ifndef NDEBUG
1702         MaxObservedStall = std::max(PI->Cycles, MaxObservedStall);
1703 #endif
1704         DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") "
1705               << SchedModel->getResourceName(PI->ProcResourceIdx)
1706               << "=" << NRCycle << "c\n");
1707         return true;
1708       }
1709     }
1710   }
1711   return false;
1712 }
1713
1714 // Find the unscheduled node in ReadySUs with the highest latency.
1715 unsigned SchedBoundary::
1716 findMaxLatency(ArrayRef<SUnit*> ReadySUs) {
1717   SUnit *LateSU = nullptr;
1718   unsigned RemLatency = 0;
1719   for (ArrayRef<SUnit*>::iterator I = ReadySUs.begin(), E = ReadySUs.end();
1720        I != E; ++I) {
1721     unsigned L = getUnscheduledLatency(*I);
1722     if (L > RemLatency) {
1723       RemLatency = L;
1724       LateSU = *I;
1725     }
1726   }
1727   if (LateSU) {
1728     DEBUG(dbgs() << Available.getName() << " RemLatency SU("
1729           << LateSU->NodeNum << ") " << RemLatency << "c\n");
1730   }
1731   return RemLatency;
1732 }
1733
1734 // Count resources in this zone and the remaining unscheduled
1735 // instruction. Return the max count, scaled. Set OtherCritIdx to the critical
1736 // resource index, or zero if the zone is issue limited.
1737 unsigned SchedBoundary::
1738 getOtherResourceCount(unsigned &OtherCritIdx) {
1739   OtherCritIdx = 0;
1740   if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
1741     return 0;
1742
1743   unsigned OtherCritCount = Rem->RemIssueCount
1744     + (RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor());
1745   DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain MOps: "
1746         << OtherCritCount / SchedModel->getMicroOpFactor() << '\n');
1747   for (unsigned PIdx = 1, PEnd = SchedModel->getNumProcResourceKinds();
1748        PIdx != PEnd; ++PIdx) {
1749     unsigned OtherCount = getResourceCount(PIdx) + Rem->RemainingCounts[PIdx];
1750     if (OtherCount > OtherCritCount) {
1751       OtherCritCount = OtherCount;
1752       OtherCritIdx = PIdx;
1753     }
1754   }
1755   if (OtherCritIdx) {
1756     DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain CritRes: "
1757           << OtherCritCount / SchedModel->getResourceFactor(OtherCritIdx)
1758           << " " << SchedModel->getResourceName(OtherCritIdx) << "\n");
1759   }
1760   return OtherCritCount;
1761 }
1762
1763 void SchedBoundary::releaseNode(SUnit *SU, unsigned ReadyCycle) {
1764   assert(SU->getInstr() && "Scheduled SUnit must have instr");
1765
1766 #ifndef NDEBUG
1767   // ReadyCycle was been bumped up to the CurrCycle when this node was
1768   // scheduled, but CurrCycle may have been eagerly advanced immediately after
1769   // scheduling, so may now be greater than ReadyCycle.
1770   if (ReadyCycle > CurrCycle)
1771     MaxObservedStall = std::max(ReadyCycle - CurrCycle, MaxObservedStall);
1772 #endif
1773
1774   if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
1775     MinReadyCycle = ReadyCycle;
1776
1777   // Check for interlocks first. For the purpose of other heuristics, an
1778   // instruction that cannot issue appears as if it's not in the ReadyQueue.
1779   bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
1780   if ((!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle) || checkHazard(SU))
1781     Pending.push(SU);
1782   else
1783     Available.push(SU);
1784
1785   // Record this node as an immediate dependent of the scheduled node.
1786   NextSUs.insert(SU);
1787 }
1788
1789 void SchedBoundary::releaseTopNode(SUnit *SU) {
1790   if (SU->isScheduled)
1791     return;
1792
1793   releaseNode(SU, SU->TopReadyCycle);
1794 }
1795
1796 void SchedBoundary::releaseBottomNode(SUnit *SU) {
1797   if (SU->isScheduled)
1798     return;
1799
1800   releaseNode(SU, SU->BotReadyCycle);
1801 }
1802
1803 /// Move the boundary of scheduled code by one cycle.
1804 void SchedBoundary::bumpCycle(unsigned NextCycle) {
1805   if (SchedModel->getMicroOpBufferSize() == 0) {
1806     assert(MinReadyCycle < UINT_MAX && "MinReadyCycle uninitialized");
1807     if (MinReadyCycle > NextCycle)
1808       NextCycle = MinReadyCycle;
1809   }
1810   // Update the current micro-ops, which will issue in the next cycle.
1811   unsigned DecMOps = SchedModel->getIssueWidth() * (NextCycle - CurrCycle);
1812   CurrMOps = (CurrMOps <= DecMOps) ? 0 : CurrMOps - DecMOps;
1813
1814   // Decrement DependentLatency based on the next cycle.
1815   if ((NextCycle - CurrCycle) > DependentLatency)
1816     DependentLatency = 0;
1817   else
1818     DependentLatency -= (NextCycle - CurrCycle);
1819
1820   if (!HazardRec->isEnabled()) {
1821     // Bypass HazardRec virtual calls.
1822     CurrCycle = NextCycle;
1823   }
1824   else {
1825     // Bypass getHazardType calls in case of long latency.
1826     for (; CurrCycle != NextCycle; ++CurrCycle) {
1827       if (isTop())
1828         HazardRec->AdvanceCycle();
1829       else
1830         HazardRec->RecedeCycle();
1831     }
1832   }
1833   CheckPending = true;
1834   unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
1835   IsResourceLimited =
1836     (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
1837     > (int)LFactor;
1838
1839   DEBUG(dbgs() << "Cycle: " << CurrCycle << ' ' << Available.getName() << '\n');
1840 }
1841
1842 void SchedBoundary::incExecutedResources(unsigned PIdx, unsigned Count) {
1843   ExecutedResCounts[PIdx] += Count;
1844   if (ExecutedResCounts[PIdx] > MaxExecutedResCount)
1845     MaxExecutedResCount = ExecutedResCounts[PIdx];
1846 }
1847
1848 /// Add the given processor resource to this scheduled zone.
1849 ///
1850 /// \param Cycles indicates the number of consecutive (non-pipelined) cycles
1851 /// during which this resource is consumed.
1852 ///
1853 /// \return the next cycle at which the instruction may execute without
1854 /// oversubscribing resources.
1855 unsigned SchedBoundary::
1856 countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles, unsigned NextCycle) {
1857   unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
1858   unsigned Count = Factor * Cycles;
1859   DEBUG(dbgs() << "  " << SchedModel->getResourceName(PIdx)
1860         << " +" << Cycles << "x" << Factor << "u\n");
1861
1862   // Update Executed resources counts.
1863   incExecutedResources(PIdx, Count);
1864   assert(Rem->RemainingCounts[PIdx] >= Count && "resource double counted");
1865   Rem->RemainingCounts[PIdx] -= Count;
1866
1867   // Check if this resource exceeds the current critical resource. If so, it
1868   // becomes the critical resource.
1869   if (ZoneCritResIdx != PIdx && (getResourceCount(PIdx) > getCriticalCount())) {
1870     ZoneCritResIdx = PIdx;
1871     DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource "
1872           << SchedModel->getResourceName(PIdx) << ": "
1873           << getResourceCount(PIdx) / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
1874   }
1875   // For reserved resources, record the highest cycle using the resource.
1876   unsigned NextAvailable = getNextResourceCycle(PIdx, Cycles);
1877   if (NextAvailable > CurrCycle) {
1878     DEBUG(dbgs() << "  Resource conflict: "
1879           << SchedModel->getProcResource(PIdx)->Name << " reserved until @"
1880           << NextAvailable << "\n");
1881   }
1882   return NextAvailable;
1883 }
1884
1885 /// Move the boundary of scheduled code by one SUnit.
1886 void SchedBoundary::bumpNode(SUnit *SU) {
1887   // Update the reservation table.
1888   if (HazardRec->isEnabled()) {
1889     if (!isTop() && SU->isCall) {
1890       // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
1891       // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
1892       HazardRec->Reset();
1893     }
1894     HazardRec->EmitInstruction(SU);
1895   }
1896   // checkHazard should prevent scheduling multiple instructions per cycle that
1897   // exceed the issue width.
1898   const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
1899   unsigned IncMOps = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
1900   assert(
1901       (CurrMOps == 0 || (CurrMOps + IncMOps) <= SchedModel->getIssueWidth()) &&
1902       "Cannot schedule this instruction's MicroOps in the current cycle.");
1903
1904   unsigned ReadyCycle = (isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle);
1905   DEBUG(dbgs() << "  Ready @" << ReadyCycle << "c\n");
1906
1907   unsigned NextCycle = CurrCycle;
1908   switch (SchedModel->getMicroOpBufferSize()) {
1909   case 0:
1910     assert(ReadyCycle <= CurrCycle && "Broken PendingQueue");
1911     break;
1912   case 1:
1913     if (ReadyCycle > NextCycle) {
1914       NextCycle = ReadyCycle;
1915       DEBUG(dbgs() << "  *** Stall until: " << ReadyCycle << "\n");
1916     }
1917     break;
1918   default:
1919     // We don't currently model the OOO reorder buffer, so consider all
1920     // scheduled MOps to be "retired". We do loosely model in-order resource
1921     // latency. If this instruction uses an in-order resource, account for any
1922     // likely stall cycles.
1923     if (SU->isUnbuffered && ReadyCycle > NextCycle)
1924       NextCycle = ReadyCycle;
1925     break;
1926   }
1927   RetiredMOps += IncMOps;
1928
1929   // Update resource counts and critical resource.
1930   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
1931     unsigned DecRemIssue = IncMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
1932     assert(Rem->RemIssueCount >= DecRemIssue && "MOps double counted");
1933     Rem->RemIssueCount -= DecRemIssue;
1934     if (ZoneCritResIdx) {
1935       // Scale scheduled micro-ops for comparing with the critical resource.
1936       unsigned ScaledMOps =
1937         RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
1938
1939       // If scaled micro-ops are now more than the previous critical resource by
1940       // a full cycle, then micro-ops issue becomes critical.
1941       if ((int)(ScaledMOps - getResourceCount(ZoneCritResIdx))
1942           >= (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
1943         ZoneCritResIdx = 0;
1944         DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource NumMicroOps: "
1945               << ScaledMOps / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
1946       }
1947     }
1948     for (TargetSchedModel::ProcResIter
1949            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1950            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1951       unsigned RCycle =
1952         countResource(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles, NextCycle);
1953       if (RCycle > NextCycle)
1954         NextCycle = RCycle;
1955     }
1956     if (SU->hasReservedResource) {
1957       // For reserved resources, record the highest cycle using the resource.
1958       // For top-down scheduling, this is the cycle in which we schedule this
1959       // instruction plus the number of cycles the operations reserves the
1960       // resource. For bottom-up is it simply the instruction's cycle.
1961       for (TargetSchedModel::ProcResIter
1962              PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1963              PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1964         unsigned PIdx = PI->ProcResourceIdx;
1965         if (SchedModel->getProcResource(PIdx)->BufferSize == 0) {
1966           if (isTop()) {
1967             ReservedCycles[PIdx] =
1968               std::max(getNextResourceCycle(PIdx, 0), NextCycle + PI->Cycles);
1969           }
1970           else
1971             ReservedCycles[PIdx] = NextCycle;
1972         }
1973       }
1974     }
1975   }
1976   // Update ExpectedLatency and DependentLatency.
1977   unsigned &TopLatency = isTop() ? ExpectedLatency : DependentLatency;
1978   unsigned &BotLatency = isTop() ? DependentLatency : ExpectedLatency;
1979   if (SU->getDepth() > TopLatency) {
1980     TopLatency = SU->getDepth();
1981     DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
1982           << " TopLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << TopLatency << "c\n");
1983   }
1984   if (SU->getHeight() > BotLatency) {
1985     BotLatency = SU->getHeight();
1986     DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
1987           << " BotLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << BotLatency << "c\n");
1988   }
1989   // If we stall for any reason, bump the cycle.
1990   if (NextCycle > CurrCycle) {
1991     bumpCycle(NextCycle);
1992   }
1993   else {
1994     // After updating ZoneCritResIdx and ExpectedLatency, check if we're
1995     // resource limited. If a stall occurred, bumpCycle does this.
1996     unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
1997     IsResourceLimited =
1998       (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
1999       > (int)LFactor;
2000   }
2001   // Update CurrMOps after calling bumpCycle to handle stalls, since bumpCycle
2002   // resets CurrMOps. Loop to handle instructions with more MOps than issue in
2003   // one cycle.  Since we commonly reach the max MOps here, opportunistically
2004   // bump the cycle to avoid uselessly checking everything in the readyQ.
2005   CurrMOps += IncMOps;
2006   while (CurrMOps >= SchedModel->getIssueWidth()) {
2007     DEBUG(dbgs() << "  *** Max MOps " << CurrMOps
2008           << " at cycle " << CurrCycle << '\n');
2009     bumpCycle(++NextCycle);
2010   }
2011   DEBUG(dumpScheduledState());
2012 }
2013
2014 /// Release pending ready nodes in to the available queue. This makes them
2015 /// visible to heuristics.
2016 void SchedBoundary::releasePending() {
2017   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinReadyCycle.
2018   if (Available.empty())
2019     MinReadyCycle = UINT_MAX;
2020
2021   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
2022   // so, add them to the available queue.
2023   bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
2024   for (unsigned i = 0, e = Pending.size(); i != e; ++i) {
2025     SUnit *SU = *(Pending.begin()+i);
2026     unsigned ReadyCycle = isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle;
2027
2028     if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
2029       MinReadyCycle = ReadyCycle;
2030
2031     if (!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle)
2032       continue;
2033
2034     if (checkHazard(SU))
2035       continue;
2036
2037     Available.push(SU);
2038     Pending.remove(Pending.begin()+i);
2039     --i; --e;
2040   }
2041   DEBUG(if (!Pending.empty()) Pending.dump());
2042   CheckPending = false;
2043 }
2044
2045 /// Remove SU from the ready set for this boundary.
2046 void SchedBoundary::removeReady(SUnit *SU) {
2047   if (Available.isInQueue(SU))
2048     Available.remove(Available.find(SU));
2049   else {
2050     assert(Pending.isInQueue(SU) && "bad ready count");
2051     Pending.remove(Pending.find(SU));
2052   }
2053 }
2054
2055 /// If this queue only has one ready candidate, return it. As a side effect,
2056 /// defer any nodes that now hit a hazard, and advance the cycle until at least
2057 /// one node is ready. If multiple instructions are ready, return NULL.
2058 SUnit *SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
2059   if (CheckPending)
2060     releasePending();
2061
2062   if (CurrMOps > 0) {
2063     // Defer any ready instrs that now have a hazard.
2064     for (ReadyQueue::iterator I = Available.begin(); I != Available.end();) {
2065       if (checkHazard(*I)) {
2066         Pending.push(*I);
2067         I = Available.remove(I);
2068         continue;
2069       }
2070       ++I;
2071     }
2072   }
2073   for (unsigned i = 0; Available.empty(); ++i) {
2074 //  FIXME: Re-enable assert once PR20057 is resolved.
2075 //    assert(i <= (HazardRec->getMaxLookAhead() + MaxObservedStall) &&
2076 //           "permanent hazard");
2077     (void)i;
2078     bumpCycle(CurrCycle + 1);
2079     releasePending();
2080   }
2081   if (Available.size() == 1)
2082     return *Available.begin();
2083   return nullptr;
2084 }
2085
2086 #ifndef NDEBUG
2087 // This is useful information to dump after bumpNode.
2088 // Note that the Queue contents are more useful before pickNodeFromQueue.
2089 void SchedBoundary::dumpScheduledState() {
2090   unsigned ResFactor;
2091   unsigned ResCount;
2092   if (ZoneCritResIdx) {
2093     ResFactor = SchedModel->getResourceFactor(ZoneCritResIdx);
2094     ResCount = getResourceCount(ZoneCritResIdx);
2095   }
2096   else {
2097     ResFactor = SchedModel->getMicroOpFactor();
2098     ResCount = RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
2099   }
2100   unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
2101   dbgs() << Available.getName() << " @" << CurrCycle << "c\n"
2102          << "  Retired: " << RetiredMOps;
2103   dbgs() << "\n  Executed: " << getExecutedCount() / LFactor << "c";
2104   dbgs() << "\n  Critical: " << ResCount / LFactor << "c, "
2105          << ResCount / ResFactor << " "
2106          << SchedModel->getResourceName(ZoneCritResIdx)
2107          << "\n  ExpectedLatency: " << ExpectedLatency << "c\n"
2108          << (IsResourceLimited ? "  - Resource" : "  - Latency")
2109          << " limited.\n";
2110 }
2111 #endif
2112
2113 //===----------------------------------------------------------------------===//
2114 // GenericScheduler - Generic implementation of MachineSchedStrategy.
2115 //===----------------------------------------------------------------------===//
2116
2117 void GenericSchedulerBase::SchedCandidate::
2118 initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
2119                   const TargetSchedModel *SchedModel) {
2120   if (!Policy.ReduceResIdx && !Policy.DemandResIdx)
2121     return;
2122
2123   const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
2124   for (TargetSchedModel::ProcResIter
2125          PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
2126          PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
2127     if (PI->ProcResourceIdx == Policy.ReduceResIdx)
2128       ResDelta.CritResources += PI->Cycles;
2129     if (PI->ProcResourceIdx == Policy.DemandResIdx)
2130       ResDelta.DemandedResources += PI->Cycles;
2131   }
2132 }
2133
2134 /// Set the CandPolicy given a scheduling zone given the current resources and
2135 /// latencies inside and outside the zone.
2136 void GenericSchedulerBase::setPolicy(CandPolicy &Policy,
2137                                      bool IsPostRA,
2138                                      SchedBoundary &CurrZone,
2139                                      SchedBoundary *OtherZone) {
2140   // Apply preemptive heuristics based on the the total latency and resources
2141   // inside and outside this zone. Potential stalls should be considered before
2142   // following this policy.
2143
2144   // Compute remaining latency. We need this both to determine whether the
2145   // overall schedule has become latency-limited and whether the instructions
2146   // outside this zone are resource or latency limited.
2147   //
2148   // The "dependent" latency is updated incrementally during scheduling as the
2149   // max height/depth of scheduled nodes minus the cycles since it was
2150   // scheduled:
2151   //   DLat = max (N.depth - (CurrCycle - N.ReadyCycle) for N in Zone
2152   //
2153   // The "independent" latency is the max ready queue depth:
2154   //   ILat = max N.depth for N in Available|Pending
2155   //
2156   // RemainingLatency is the greater of independent and dependent latency.
2157   unsigned RemLatency = CurrZone.getDependentLatency();
2158   RemLatency = std::max(RemLatency,
2159                         CurrZone.findMaxLatency(CurrZone.Available.elements()));
2160   RemLatency = std::max(RemLatency,
2161                         CurrZone.findMaxLatency(CurrZone.Pending.elements()));
2162
2163   // Compute the critical resource outside the zone.
2164   unsigned OtherCritIdx = 0;
2165   unsigned OtherCount =
2166     OtherZone ? OtherZone->getOtherResourceCount(OtherCritIdx) : 0;
2167
2168   bool OtherResLimited = false;
2169   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
2170     unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
2171     OtherResLimited = (int)(OtherCount - (RemLatency * LFactor)) > (int)LFactor;
2172   }
2173   // Schedule aggressively for latency in PostRA mode. We don't check for
2174   // acyclic latency during PostRA, and highly out-of-order processors will
2175   // skip PostRA scheduling.
2176   if (!OtherResLimited) {
2177     if (IsPostRA || (RemLatency + CurrZone.getCurrCycle() > Rem.CriticalPath)) {
2178       Policy.ReduceLatency |= true;
2179       DEBUG(dbgs() << "  " << CurrZone.Available.getName()
2180             << " RemainingLatency " << RemLatency << " + "
2181             << CurrZone.getCurrCycle() << "c > CritPath "
2182             << Rem.CriticalPath << "\n");
2183     }
2184   }
2185   // If the same resource is limiting inside and outside the zone, do nothing.
2186   if (CurrZone.getZoneCritResIdx() == OtherCritIdx)
2187     return;
2188
2189   DEBUG(
2190     if (CurrZone.isResourceLimited()) {
2191       dbgs() << "  " << CurrZone.Available.getName() << " ResourceLimited: "
2192              << SchedModel->getResourceName(CurrZone.getZoneCritResIdx())
2193              << "\n";
2194     }
2195     if (OtherResLimited)
2196       dbgs() << "  RemainingLimit: "
2197              << SchedModel->getResourceName(OtherCritIdx) << "\n";
2198     if (!CurrZone.isResourceLimited() && !OtherResLimited)
2199       dbgs() << "  Latency limited both directions.\n");
2200
2201   if (CurrZone.isResourceLimited() && !Policy.ReduceResIdx)
2202     Policy.ReduceResIdx = CurrZone.getZoneCritResIdx();
2203
2204   if (OtherResLimited)
2205     Policy.DemandResIdx = OtherCritIdx;
2206 }
2207
2208 #ifndef NDEBUG
2209 const char *GenericSchedulerBase::getReasonStr(
2210   GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2211   switch (Reason) {
2212   case NoCand:         return "NOCAND    ";
2213   case PhysRegCopy:    return "PREG-COPY";
2214   case RegExcess:      return "REG-EXCESS";
2215   case RegCritical:    return "REG-CRIT  ";
2216   case Stall:          return "STALL     ";
2217   case Cluster:        return "CLUSTER   ";
2218   case Weak:           return "WEAK      ";
2219   case RegMax:         return "REG-MAX   ";
2220   case ResourceReduce: return "RES-REDUCE";
2221   case ResourceDemand: return "RES-DEMAND";
2222   case TopDepthReduce: return "TOP-DEPTH ";
2223   case TopPathReduce:  return "TOP-PATH  ";
2224   case BotHeightReduce:return "BOT-HEIGHT";
2225   case BotPathReduce:  return "BOT-PATH  ";
2226   case NextDefUse:     return "DEF-USE   ";
2227   case NodeOrder:      return "ORDER     ";
2228   };
2229   llvm_unreachable("Unknown reason!");
2230 }
2231
2232 void GenericSchedulerBase::traceCandidate(const SchedCandidate &Cand) {
2233   PressureChange P;
2234   unsigned ResIdx = 0;
2235   unsigned Latency = 0;
2236   switch (Cand.Reason) {
2237   default:
2238     break;
2239   case RegExcess:
2240     P = Cand.RPDelta.Excess;
2241     break;
2242   case RegCritical:
2243     P = Cand.RPDelta.CriticalMax;
2244     break;
2245   case RegMax:
2246     P = Cand.RPDelta.CurrentMax;
2247     break;
2248   case ResourceReduce:
2249     ResIdx = Cand.Policy.ReduceResIdx;
2250     break;
2251   case ResourceDemand:
2252     ResIdx = Cand.Policy.DemandResIdx;
2253     break;
2254   case TopDepthReduce:
2255     Latency = Cand.SU->getDepth();
2256     break;
2257   case TopPathReduce:
2258     Latency = Cand.SU->getHeight();
2259     break;
2260   case BotHeightReduce:
2261     Latency = Cand.SU->getHeight();
2262     break;
2263   case BotPathReduce:
2264     Latency = Cand.SU->getDepth();
2265     break;
2266   }
2267   dbgs() << "  SU(" << Cand.SU->NodeNum << ") " << getReasonStr(Cand.Reason);
2268   if (P.isValid())
2269     dbgs() << " " << TRI->getRegPressureSetName(P.getPSet())
2270            << ":" << P.getUnitInc() << " ";
2271   else
2272     dbgs() << "      ";
2273   if (ResIdx)
2274     dbgs() << " " << SchedModel->getProcResource(ResIdx)->Name << " ";
2275   else
2276     dbgs() << "         ";
2277   if (Latency)
2278     dbgs() << " " << Latency << " cycles ";
2279   else
2280     dbgs() << "          ";
2281   dbgs() << '\n';
2282 }
2283 #endif
2284
2285 /// Return true if this heuristic determines order.
2286 static bool tryLess(int TryVal, int CandVal,
2287                     GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2288                     GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2289                     GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2290   if (TryVal < CandVal) {
2291     TryCand.Reason = Reason;
2292     return true;
2293   }
2294   if (TryVal > CandVal) {
2295     if (Cand.Reason > Reason)
2296       Cand.Reason = Reason;
2297     return true;
2298   }
2299   Cand.setRepeat(Reason);
2300   return false;
2301 }
2302
2303 static bool tryGreater(int TryVal, int CandVal,
2304                        GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2305                        GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2306                        GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2307   if (TryVal > CandVal) {
2308     TryCand.Reason = Reason;
2309     return true;
2310   }
2311   if (TryVal < CandVal) {
2312     if (Cand.Reason > Reason)
2313       Cand.Reason = Reason;
2314     return true;
2315   }
2316   Cand.setRepeat(Reason);
2317   return false;
2318 }
2319
2320 static bool tryLatency(GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2321                        GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2322                        SchedBoundary &Zone) {
2323   if (Zone.isTop()) {
2324     if (Cand.SU->getDepth() > Zone.getScheduledLatency()) {
2325       if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
2326                   TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::TopDepthReduce))
2327         return true;
2328     }
2329     if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
2330                    TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::TopPathReduce))
2331       return true;
2332   }
2333   else {
2334     if (Cand.SU->getHeight() > Zone.getScheduledLatency()) {
2335       if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
2336                   TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::BotHeightReduce))
2337         return true;
2338     }
2339     if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
2340                    TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::BotPathReduce))
2341       return true;
2342   }
2343   return false;
2344 }
2345
2346 static void tracePick(const GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2347                       bool IsTop) {
2348   DEBUG(dbgs() << "Pick " << (IsTop ? "Top " : "Bot ")
2349         << GenericSchedulerBase::getReasonStr(Cand.Reason) << '\n');
2350 }
2351
2352 void GenericScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *dag) {
2353   assert(dag->hasVRegLiveness() &&
2354          "(PreRA)GenericScheduler needs vreg liveness");
2355   DAG = static_cast<ScheduleDAGMILive*>(dag);
2356   SchedModel = DAG->getSchedModel();
2357   TRI = DAG->TRI;
2358
2359   Rem.init(DAG, SchedModel);
2360   Top.init(DAG, SchedModel, &Rem);
2361   Bot.init(DAG, SchedModel, &Rem);
2362
2363   // Initialize resource counts.
2364
2365   // Initialize the HazardRecognizers. If itineraries don't exist, are empty, or
2366   // are disabled, then these HazardRecs will be disabled.
2367   const InstrItineraryData *Itin = SchedModel->getInstrItineraries();
2368   if (!Top.HazardRec) {
2369     Top.HazardRec =
2370         DAG->MF.getSubtarget().getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(
2371             Itin, DAG);
2372   }
2373   if (!Bot.HazardRec) {
2374     Bot.HazardRec =
2375         DAG->MF.getSubtarget().getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(
2376             Itin, DAG);
2377   }
2378 }
2379
2380 /// Initialize the per-region scheduling policy.
2381 void GenericScheduler::initPolicy(MachineBasicBlock::iterator Begin,
2382                                   MachineBasicBlock::iterator End,
2383                                   unsigned NumRegionInstrs) {
2384   const MachineFunction &MF = *Begin->getParent()->getParent();
2385   const TargetLowering *TLI = MF.getSubtarget().getTargetLowering();
2386
2387   // Avoid setting up the register pressure tracker for small regions to save
2388   // compile time. As a rough heuristic, only track pressure when the number of
2389   // schedulable instructions exceeds half the integer register file.
2390   RegionPolicy.ShouldTrackPressure = true;
2391   for (unsigned VT = MVT::i32; VT > (unsigned)MVT::i1; --VT) {
2392     MVT::SimpleValueType LegalIntVT = (MVT::SimpleValueType)VT;
2393     if (TLI->isTypeLegal(LegalIntVT)) {
2394       unsigned NIntRegs = Context->RegClassInfo->getNumAllocatableRegs(
2395         TLI->getRegClassFor(LegalIntVT));
2396       RegionPolicy.ShouldTrackPressure = NumRegionInstrs > (NIntRegs / 2);
2397     }
2398   }
2399
2400   // For generic targets, we default to bottom-up, because it's simpler and more
2401   // compile-time optimizations have been implemented in that direction.
2402   RegionPolicy.OnlyBottomUp = true;
2403
2404   // Allow the subtarget to override default policy.
2405   MF.getSubtarget().overrideSchedPolicy(RegionPolicy, Begin, End,
2406                                         NumRegionInstrs);
2407
2408   // After subtarget overrides, apply command line options.
2409   if (!EnableRegPressure)
2410     RegionPolicy.ShouldTrackPressure = false;
2411
2412   // Check -misched-topdown/bottomup can force or unforce scheduling direction.
2413   // e.g. -misched-bottomup=false allows scheduling in both directions.
2414   assert((!ForceTopDown || !ForceBottomUp) &&
2415          "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
2416   if (ForceBottomUp.getNumOccurrences() > 0) {
2417     RegionPolicy.OnlyBottomUp = ForceBottomUp;
2418     if (RegionPolicy.OnlyBottomUp)
2419       RegionPolicy.OnlyTopDown = false;
2420   }
2421   if (ForceTopDown.getNumOccurrences() > 0) {
2422     RegionPolicy.OnlyTopDown = ForceTopDown;
2423     if (RegionPolicy.OnlyTopDown)
2424       RegionPolicy.OnlyBottomUp = false;
2425   }
2426 }
2427
2428 /// Set IsAcyclicLatencyLimited if the acyclic path is longer than the cyclic
2429 /// critical path by more cycles than it takes to drain the instruction buffer.
2430 /// We estimate an upper bounds on in-flight instructions as:
2431 ///
2432 /// CyclesPerIteration = max( CyclicPath, Loop-Resource-Height )
2433 /// InFlightIterations = AcyclicPath / CyclesPerIteration
2434 /// InFlightResources = InFlightIterations * LoopResources
2435 ///
2436 /// TODO: Check execution resources in addition to IssueCount.
2437 void GenericScheduler::checkAcyclicLatency() {
2438   if (Rem.CyclicCritPath == 0 || Rem.CyclicCritPath >= Rem.CriticalPath)
2439     return;
2440
2441   // Scaled number of cycles per loop iteration.
2442   unsigned IterCount =
2443     std::max(Rem.CyclicCritPath * SchedModel->getLatencyFactor(),
2444              Rem.RemIssueCount);
2445   // Scaled acyclic critical path.
2446   unsigned AcyclicCount = Rem.CriticalPath * SchedModel->getLatencyFactor();
2447   // InFlightCount = (AcyclicPath / IterCycles) * InstrPerLoop
2448   unsigned InFlightCount =
2449     (AcyclicCount * Rem.RemIssueCount + IterCount-1) / IterCount;
2450   unsigned BufferLimit =
2451     SchedModel->getMicroOpBufferSize() * SchedModel->getMicroOpFactor();
2452
2453   Rem.IsAcyclicLatencyLimited = InFlightCount > BufferLimit;
2454
2455   DEBUG(dbgs() << "IssueCycles="
2456         << Rem.RemIssueCount / SchedModel->getLatencyFactor() << "c "
2457         << "IterCycles=" << IterCount / SchedModel->getLatencyFactor()
2458         << "c NumIters=" << (AcyclicCount + IterCount-1) / IterCount
2459         << " InFlight=" << InFlightCount / SchedModel->getMicroOpFactor()
2460         << "m BufferLim=" << SchedModel->getMicroOpBufferSize() << "m\n";
2461         if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited)
2462           dbgs() << "  ACYCLIC LATENCY LIMIT\n");
2463 }
2464
2465 void GenericScheduler::registerRoots() {
2466   Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
2467
2468   // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
2469   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator
2470          I = Bot.Available.begin(), E = Bot.Available.end(); I != E; ++I) {
2471     if ((*I)->getDepth() > Rem.CriticalPath)
2472       Rem.CriticalPath = (*I)->getDepth();
2473   }
2474   DEBUG(dbgs() << "Critical Path(GS-RR ): " << Rem.CriticalPath << '\n');
2475   if (DumpCriticalPathLength) {
2476     errs() << "Critical Path(GS-RR ): " << Rem.CriticalPath << " \n";
2477   }
2478
2479   if (EnableCyclicPath) {
2480     Rem.CyclicCritPath = DAG->computeCyclicCriticalPath();
2481     checkAcyclicLatency();
2482   }
2483 }
2484
2485 static bool tryPressure(const PressureChange &TryP,
2486                         const PressureChange &CandP,
2487                         GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2488                         GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2489                         GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2490   int TryRank = TryP.getPSetOrMax();
2491   int CandRank = CandP.getPSetOrMax();
2492   // If both candidates affect the same set, go with the smallest increase.
2493   if (TryRank == CandRank) {
2494     return tryLess(TryP.getUnitInc(), CandP.getUnitInc(), TryCand, Cand,
2495                    Reason);
2496   }
2497   // If one candidate decreases and the other increases, go with it.
2498   // Invalid candidates have UnitInc==0.
2499   if (tryGreater(TryP.getUnitInc() < 0, CandP.getUnitInc() < 0, TryCand, Cand,
2500                  Reason)) {
2501     return true;
2502   }
2503   // If the candidates are decreasing pressure, reverse priority.
2504   if (TryP.getUnitInc() < 0)
2505     std::swap(TryRank, CandRank);
2506   return tryGreater(TryRank, CandRank, TryCand, Cand, Reason);
2507 }
2508
2509 static unsigned getWeakLeft(const SUnit *SU, bool isTop) {
2510   return (isTop) ? SU->WeakPredsLeft : SU->WeakSuccsLeft;
2511 }
2512
2513 /// Minimize physical register live ranges. Regalloc wants them adjacent to
2514 /// their physreg def/use.
2515 ///
2516 /// FIXME: This is an unnecessary check on the critical path. Most are root/leaf
2517 /// copies which can be prescheduled. The rest (e.g. x86 MUL) could be bundled
2518 /// with the operation that produces or consumes the physreg. We'll do this when
2519 /// regalloc has support for parallel copies.
2520 static int biasPhysRegCopy(const SUnit *SU, bool isTop) {
2521   const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
2522   if (!MI->isCopy())
2523     return 0;
2524
2525   unsigned ScheduledOper = isTop ? 1 : 0;
2526   unsigned UnscheduledOper = isTop ? 0 : 1;
2527   // If we have already scheduled the physreg produce/consumer, immediately
2528   // schedule the copy.
2529   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(
2530         MI->getOperand(ScheduledOper).getReg()))
2531     return 1;
2532   // If the physreg is at the boundary, defer it. Otherwise schedule it
2533   // immediately to free the dependent. We can hoist the copy later.
2534   bool AtBoundary = isTop ? !SU->NumSuccsLeft : !SU->NumPredsLeft;
2535   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(
2536         MI->getOperand(UnscheduledOper).getReg()))
2537     return AtBoundary ? -1 : 1;
2538   return 0;
2539 }
2540
2541 /// Apply a set of heursitics to a new candidate. Heuristics are currently
2542 /// hierarchical. This may be more efficient than a graduated cost model because
2543 /// we don't need to evaluate all aspects of the model for each node in the
2544 /// queue. But it's really done to make the heuristics easier to debug and
2545 /// statistically analyze.
2546 ///
2547 /// \param Cand provides the policy and current best candidate.
2548 /// \param TryCand refers to the next SUnit candidate, otherwise uninitialized.
2549 /// \param Zone describes the scheduled zone that we are extending.
2550 /// \param RPTracker describes reg pressure within the scheduled zone.
2551 /// \param TempTracker is a scratch pressure tracker to reuse in queries.
2552 void GenericScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
2553                                     SchedCandidate &TryCand,
2554                                     SchedBoundary &Zone,
2555                                     const RegPressureTracker &RPTracker,
2556                                     RegPressureTracker &TempTracker) {
2557
2558   if (DAG->isTrackingPressure()) {
2559     // Always initialize TryCand's RPDelta.
2560     if (Zone.isTop()) {
2561       TempTracker.getMaxDownwardPressureDelta(
2562         TryCand.SU->getInstr(),
2563         TryCand.RPDelta,
2564         DAG->getRegionCriticalPSets(),
2565         DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
2566     }
2567     else {
2568       if (VerifyScheduling) {
2569         TempTracker.getMaxUpwardPressureDelta(
2570           TryCand.SU->getInstr(),
2571           &DAG->getPressureDiff(TryCand.SU),
2572           TryCand.RPDelta,
2573           DAG->getRegionCriticalPSets(),
2574           DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
2575       }
2576       else {
2577         RPTracker.getUpwardPressureDelta(
2578           TryCand.SU->getInstr(),
2579           DAG->getPressureDiff(TryCand.SU),
2580           TryCand.RPDelta,
2581           DAG->getRegionCriticalPSets(),
2582           DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
2583       }
2584     }
2585   }
2586   DEBUG(if (TryCand.RPDelta.Excess.isValid())
2587           dbgs() << "  SU(" << TryCand.SU->NodeNum << ") "
2588                  << TRI->getRegPressureSetName(TryCand.RPDelta.Excess.getPSet())
2589                  << ":" << TryCand.RPDelta.Excess.getUnitInc() << "\n");
2590
2591   // Initialize the candidate if needed.
2592   if (!Cand.isValid()) {
2593     TryCand.Reason = NodeOrder;
2594     return;
2595   }
2596
2597   if (tryGreater(biasPhysRegCopy(TryCand.SU, Zone.isTop()),
2598                  biasPhysRegCopy(Cand.SU, Zone.isTop()),
2599                  TryCand, Cand, PhysRegCopy))
2600     return;
2601
2602   // Avoid exceeding the target's limit. If signed PSetID is negative, it is
2603   // invalid; convert it to INT_MAX to give it lowest priority.
2604   if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.Excess,
2605                                                Cand.RPDelta.Excess,
2606                                                TryCand, Cand, RegExcess))
2607     return;
2608
2609   // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
2610   if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.CriticalMax,
2611                                                Cand.RPDelta.CriticalMax,
2612                                                TryCand, Cand, RegCritical))
2613     return;
2614
2615   // For loops that are acyclic path limited, aggressively schedule for latency.
2616   // This can result in very long dependence chains scheduled in sequence, so
2617   // once every cycle (when CurrMOps == 0), switch to normal heuristics.
2618   if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited && !Zone.getCurrMOps()
2619       && tryLatency(TryCand, Cand, Zone))
2620     return;
2621
2622   // Prioritize instructions that read unbuffered resources by stall cycles.
2623   if (tryLess(Zone.getLatencyStallCycles(TryCand.SU),
2624               Zone.getLatencyStallCycles(Cand.SU), TryCand, Cand, Stall))
2625     return;
2626
2627   // Keep clustered nodes together to encourage downstream peephole
2628   // optimizations which may reduce resource requirements.
2629   //
2630   // This is a best effort to set things up for a post-RA pass. Optimizations
2631   // like generating loads of multiple registers should ideally be done within
2632   // the scheduler pass by combining the loads during DAG postprocessing.
2633   const SUnit *NextClusterSU =
2634     Zone.isTop() ? DAG->getNextClusterSucc() : DAG->getNextClusterPred();
2635   if (tryGreater(TryCand.SU == NextClusterSU, Cand.SU == NextClusterSU,
2636                  TryCand, Cand, Cluster))
2637     return;
2638
2639   // Weak edges are for clustering and other constraints.
2640   if (tryLess(getWeakLeft(TryCand.SU, Zone.isTop()),
2641               getWeakLeft(Cand.SU, Zone.isTop()),
2642               TryCand, Cand, Weak)) {
2643     return;
2644   }
2645   // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
2646   if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.CurrentMax,
2647                                                Cand.RPDelta.CurrentMax,
2648                                                TryCand, Cand, RegMax))
2649     return;
2650
2651   // Avoid critical resource consumption and balance the schedule.
2652   TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
2653   if (tryLess(TryCand.ResDelta.CritResources, Cand.ResDelta.CritResources,
2654               TryCand, Cand, ResourceReduce))
2655     return;
2656   if (tryGreater(TryCand.ResDelta.DemandedResources,
2657                  Cand.ResDelta.DemandedResources,
2658                  TryCand, Cand, ResourceDemand))
2659     return;
2660
2661   // Avoid serializing long latency dependence chains.
2662   // For acyclic path limited loops, latency was already checked above.
2663   if (Cand.Policy.ReduceLatency && !Rem.IsAcyclicLatencyLimited
2664       && tryLatency(TryCand, Cand, Zone)) {
2665     return;
2666   }
2667
2668   // Prefer immediate defs/users of the last scheduled instruction. This is a
2669   // local pressure avoidance strategy that also makes the machine code
2670   // readable.
2671   if (tryGreater(Zone.isNextSU(TryCand.SU), Zone.isNextSU(Cand.SU),
2672                  TryCand, Cand, NextDefUse))
2673     return;
2674
2675   // Fall through to original instruction order.
2676   if ((Zone.isTop() && TryCand.SU->NodeNum < Cand.SU->NodeNum)
2677       || (!Zone.isTop() && TryCand.SU->NodeNum > Cand.SU->NodeNum)) {
2678     TryCand.Reason = NodeOrder;
2679   }
2680 }
2681
2682 /// Pick the best candidate from the queue.
2683 ///
2684 /// TODO: getMaxPressureDelta results can be mostly cached for each SUnit during
2685 /// DAG building. To adjust for the current scheduling location we need to
2686 /// maintain the number of vreg uses remaining to be top-scheduled.
2687 void GenericScheduler::pickNodeFromQueue(SchedBoundary &Zone,
2688                                          const RegPressureTracker &RPTracker,
2689                                          SchedCandidate &Cand) {
2690   ReadyQueue &Q = Zone.Available;
2691
2692   DEBUG(Q.dump());
2693
2694   // getMaxPressureDelta temporarily modifies the tracker.
2695   RegPressureTracker &TempTracker = const_cast<RegPressureTracker&>(RPTracker);
2696
2697   for (ReadyQueue::iterator I = Q.begin(), E = Q.end(); I != E; ++I) {
2698
2699     SchedCandidate TryCand(Cand.Policy);
2700     TryCand.SU = *I;
2701     tryCandidate(Cand, TryCand, Zone, RPTracker, TempTracker);
2702     if (TryCand.Reason != NoCand) {
2703       // Initialize resource delta if needed in case future heuristics query it.
2704       if (TryCand.ResDelta == SchedResourceDelta())
2705         TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
2706       Cand.setBest(TryCand);
2707       DEBUG(traceCandidate(Cand));
2708     }
2709   }
2710 }
2711
2712 /// Pick the best candidate node from either the top or bottom queue.
2713 SUnit *GenericScheduler::pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode) {
2714   // Schedule as far as possible in the direction of no choice. This is most
2715   // efficient, but also provides the best heuristics for CriticalPSets.
2716   if (SUnit *SU = Bot.pickOnlyChoice()) {
2717     IsTopNode = false;
2718     DEBUG(dbgs() << "Pick Bot NOCAND\n");
2719     return SU;
2720   }
2721   if (SUnit *SU = Top.pickOnlyChoice()) {
2722     IsTopNode = true;
2723     DEBUG(dbgs() << "Pick Top NOCAND\n");
2724     return SU;
2725   }
2726   CandPolicy NoPolicy;
2727   SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
2728   SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
2729   // Set the bottom-up policy based on the state of the current bottom zone and
2730   // the instructions outside the zone, including the top zone.
2731   setPolicy(BotCand.Policy, /*IsPostRA=*/false, Bot, &Top);
2732   // Set the top-down policy based on the state of the current top zone and
2733   // the instructions outside the zone, including the bottom zone.
2734   setPolicy(TopCand.Policy, /*IsPostRA=*/false, Top, &Bot);
2735
2736   // Prefer bottom scheduling when heuristics are silent.
2737   pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
2738   assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
2739
2740   // If either Q has a single candidate that provides the least increase in
2741   // Excess pressure, we can immediately schedule from that Q.
2742   //
2743   // RegionCriticalPSets summarizes the pressure within the scheduled region and
2744   // affects picking from either Q. If scheduling in one direction must
2745   // increase pressure for one of the excess PSets, then schedule in that
2746   // direction first to provide more freedom in the other direction.
2747   if ((BotCand.Reason == RegExcess && !BotCand.isRepeat(RegExcess))
2748       || (BotCand.Reason == RegCritical
2749           && !BotCand.isRepeat(RegCritical)))
2750   {
2751     IsTopNode = false;
2752     tracePick(BotCand, IsTopNode);
2753     return BotCand.SU;
2754   }
2755   // Check if the top Q has a better candidate.
2756   pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
2757   assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
2758
2759   // Choose the queue with the most important (lowest enum) reason.
2760   if (TopCand.Reason < BotCand.Reason) {
2761     IsTopNode = true;
2762     tracePick(TopCand, IsTopNode);
2763     return TopCand.SU;
2764   }
2765   // Otherwise prefer the bottom candidate, in node order if all else failed.
2766   IsTopNode = false;
2767   tracePick(BotCand, IsTopNode);
2768   return BotCand.SU;
2769 }
2770
2771 /// Pick the best node to balance the schedule. Implements MachineSchedStrategy.
2772 SUnit *GenericScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
2773   if (DAG->top() == DAG->bottom()) {
2774     assert(Top.Available.empty() && Top.Pending.empty() &&
2775            Bot.Available.empty() && Bot.Pending.empty() && "ReadyQ garbage");
2776     return nullptr;
2777   }
2778   SUnit *SU;
2779   do {
2780     if (RegionPolicy.OnlyTopDown) {
2781       SU = Top.pickOnlyChoice();
2782       if (!SU) {
2783         CandPolicy NoPolicy;
2784         SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
2785         pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
2786         assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
2787         tracePick(TopCand, true);
2788         SU = TopCand.SU;
2789       }
2790       IsTopNode = true;
2791     }
2792     else if (RegionPolicy.OnlyBottomUp) {
2793       SU = Bot.pickOnlyChoice();
2794       if (!SU) {
2795         CandPolicy NoPolicy;
2796         SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
2797         pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
2798         assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
2799         tracePick(BotCand, false);
2800         SU = BotCand.SU;
2801       }
2802       IsTopNode = false;
2803     }
2804     else {
2805       SU = pickNodeBidirectional(IsTopNode);
2806     }
2807   } while (SU->isScheduled);
2808
2809   if (SU->isTopReady())
2810     Top.removeReady(SU);
2811   if (SU->isBottomReady())
2812     Bot.removeReady(SU);
2813
2814   DEBUG(dbgs() << "Scheduling SU(" << SU->NodeNum << ") " << *SU->getInstr());
2815   return SU;
2816 }
2817
2818 void GenericScheduler::reschedulePhysRegCopies(SUnit *SU, bool isTop) {
2819
2820   MachineBasicBlock::iterator InsertPos = SU->getInstr();
2821   if (!isTop)
2822     ++InsertPos;
2823   SmallVectorImpl<SDep> &Deps = isTop ? SU->Preds : SU->Succs;
2824
2825   // Find already scheduled copies with a single physreg dependence and move
2826   // them just above the scheduled instruction.
2827   for (SmallVectorImpl<SDep>::iterator I = Deps.begin(), E = Deps.end();
2828        I != E; ++I) {
2829     if (I->getKind() != SDep::Data || !TRI->isPhysicalRegister(I->getReg()))
2830       continue;
2831     SUnit *DepSU = I->getSUnit();
2832     if (isTop ? DepSU->Succs.size() > 1 : DepSU->Preds.size() > 1)
2833       continue;
2834     MachineInstr *Copy = DepSU->getInstr();
2835     if (!Copy->isCopy())
2836       continue;
2837     DEBUG(dbgs() << "  Rescheduling physreg copy ";
2838           I->getSUnit()->dump(DAG));
2839     DAG->moveInstruction(Copy, InsertPos);
2840   }
2841 }
2842
2843 /// Update the scheduler's state after scheduling a node. This is the same node
2844 /// that was just returned by pickNode(). However, ScheduleDAGMILive needs to
2845 /// update it's state based on the current cycle before MachineSchedStrategy
2846 /// does.
2847 ///
2848 /// FIXME: Eventually, we may bundle physreg copies rather than rescheduling
2849 /// them here. See comments in biasPhysRegCopy.
2850 void GenericScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
2851   if (IsTopNode) {
2852     SU->TopReadyCycle = std::max(SU->TopReadyCycle, Top.getCurrCycle());
2853     Top.bumpNode(SU);
2854     if (SU->hasPhysRegUses)
2855       reschedulePhysRegCopies(SU, true);
2856   }
2857   else {
2858     SU->BotReadyCycle = std::max(SU->BotReadyCycle, Bot.getCurrCycle());
2859     Bot.bumpNode(SU);
2860     if (SU->hasPhysRegDefs)
2861       reschedulePhysRegCopies(SU, false);
2862   }
2863 }
2864
2865 /// Create the standard converging machine scheduler. This will be used as the
2866 /// default scheduler if the target does not set a default.
2867 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedLive(MachineSchedContext *C) {
2868   ScheduleDAGMILive *DAG = new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<GenericScheduler>(C));
2869   // Register DAG post-processors.
2870   //
2871   // FIXME: extend the mutation API to allow earlier mutations to instantiate
2872   // data and pass it to later mutations. Have a single mutation that gathers
2873   // the interesting nodes in one pass.
2874   DAG->addMutation(make_unique<CopyConstrain>(DAG->TII, DAG->TRI));
2875   if (EnableLoadCluster && DAG->TII->enableClusterLoads())
2876     DAG->addMutation(make_unique<LoadClusterMutation>(DAG->TII, DAG->TRI));
2877   if (EnableMacroFusion)
2878     DAG->addMutation(make_unique<MacroFusion>(DAG->TII));
2879   return DAG;
2880 }
2881
2882 static MachineSchedRegistry
2883 GenericSchedRegistry("converge", "Standard converging scheduler.",
2884                      createGenericSchedLive);
2885
2886 //===----------------------------------------------------------------------===//
2887 // PostGenericScheduler - Generic PostRA implementation of MachineSchedStrategy.
2888 //===----------------------------------------------------------------------===//
2889
2890 void PostGenericScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *Dag) {
2891   DAG = Dag;
2892   SchedModel = DAG->getSchedModel();
2893   TRI = DAG->TRI;
2894
2895   Rem.init(DAG, SchedModel);
2896   Top.init(DAG, SchedModel, &Rem);
2897   BotRoots.clear();
2898
2899   // Initialize the HazardRecognizers. If itineraries don't exist, are empty,
2900   // or are disabled, then these HazardRecs will be disabled.
2901   const InstrItineraryData *Itin = SchedModel->getInstrItineraries();
2902   if (!Top.HazardRec) {
2903     Top.HazardRec =
2904         DAG->MF.getSubtarget().getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(
2905             Itin, DAG);
2906   }
2907 }
2908
2909
2910 void PostGenericScheduler::registerRoots() {
2911   Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
2912
2913   // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
2914   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
2915          I = BotRoots.begin(), E = BotRoots.end(); I != E; ++I) {
2916     if ((*I)->getDepth() > Rem.CriticalPath)
2917       Rem.CriticalPath = (*I)->getDepth();
2918   }
2919   DEBUG(dbgs() << "Critical Path: (PGS-RR) " << Rem.CriticalPath << '\n');
2920   if (DumpCriticalPathLength) {
2921     errs() << "Critical Path(PGS-RR ): " << Rem.CriticalPath << " \n";
2922   }
2923 }
2924
2925 /// Apply a set of heursitics to a new candidate for PostRA scheduling.
2926 ///
2927 /// \param Cand provides the policy and current best candidate.
2928 /// \param TryCand refers to the next SUnit candidate, otherwise uninitialized.
2929 void PostGenericScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
2930                                         SchedCandidate &TryCand) {
2931
2932   // Initialize the candidate if needed.
2933   if (!Cand.isValid()) {
2934     TryCand.Reason = NodeOrder;
2935     return;
2936   }
2937
2938   // Prioritize instructions that read unbuffered resources by stall cycles.
2939   if (tryLess(Top.getLatencyStallCycles(TryCand.SU),
2940               Top.getLatencyStallCycles(Cand.SU), TryCand, Cand, Stall))
2941     return;
2942
2943   // Avoid critical resource consumption and balance the schedule.
2944   if (tryLess(TryCand.ResDelta.CritResources, Cand.ResDelta.CritResources,
2945               TryCand, Cand, ResourceReduce))
2946     return;
2947   if (tryGreater(TryCand.ResDelta.DemandedResources,
2948                  Cand.ResDelta.DemandedResources,
2949                  TryCand, Cand, ResourceDemand))
2950     return;
2951
2952   // Avoid serializing long latency dependence chains.
2953   if (Cand.Policy.ReduceLatency && tryLatency(TryCand, Cand, Top)) {
2954     return;
2955   }
2956
2957   // Fall through to original instruction order.
2958   if (TryCand.SU->NodeNum < Cand.SU->NodeNum)
2959     TryCand.Reason = NodeOrder;
2960 }
2961
2962 void PostGenericScheduler::pickNodeFromQueue(SchedCandidate &Cand) {
2963   ReadyQueue &Q = Top.Available;
2964
2965   DEBUG(Q.dump());
2966
2967   for (ReadyQueue::iterator I = Q.begin(), E = Q.end(); I != E; ++I) {
2968     SchedCandidate TryCand(Cand.Policy);
2969     TryCand.SU = *I;
2970     TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
2971     tryCandidate(Cand, TryCand);
2972     if (TryCand.Reason != NoCand) {
2973       Cand.setBest(TryCand);
2974       DEBUG(traceCandidate(Cand));
2975     }
2976   }
2977 }
2978
2979 /// Pick the next node to schedule.
2980 SUnit *PostGenericScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
2981   if (DAG->top() == DAG->bottom()) {
2982     assert(Top.Available.empty() && Top.Pending.empty() && "ReadyQ garbage");
2983     return nullptr;
2984   }
2985   SUnit *SU;
2986   do {
2987     SU = Top.pickOnlyChoice();
2988     if (!SU) {
2989       CandPolicy NoPolicy;
2990       SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
2991       // Set the top-down policy based on the state of the current top zone and
2992       // the instructions outside the zone, including the bottom zone.
2993       setPolicy(TopCand.Policy, /*IsPostRA=*/true, Top, nullptr);
2994       pickNodeFromQueue(TopCand);
2995       assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
2996       tracePick(TopCand, true);
2997       SU = TopCand.SU;
2998     }
2999   } while (SU->isScheduled);
3000
3001   IsTopNode = true;
3002   Top.removeReady(SU);
3003
3004   DEBUG(dbgs() << "Scheduling SU(" << SU->NodeNum << ") " << *SU->getInstr());
3005   return SU;
3006 }
3007
3008 /// Called after ScheduleDAGMI has scheduled an instruction and updated
3009 /// scheduled/remaining flags in the DAG nodes.
3010 void PostGenericScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
3011   SU->TopReadyCycle = std::max(SU->TopReadyCycle, Top.getCurrCycle());
3012   Top.bumpNode(SU);
3013 }
3014
3015 /// Create a generic scheduler with no vreg liveness or DAG mutation passes.
3016 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedPostRA(MachineSchedContext *C) {
3017   return new ScheduleDAGMI(C, make_unique<PostGenericScheduler>(C), /*IsPostRA=*/true);
3018 }
3019
3020 //===----------------------------------------------------------------------===//
3021 // ILP Scheduler. Currently for experimental analysis of heuristics.
3022 //===----------------------------------------------------------------------===//
3023
3024 namespace {
3025 /// \brief Order nodes by the ILP metric.
3026 struct ILPOrder {
3027   const SchedDFSResult *DFSResult;
3028   const BitVector *ScheduledTrees;
3029   bool MaximizeILP;
3030
3031   ILPOrder(bool MaxILP)
3032     : DFSResult(nullptr), ScheduledTrees(nullptr), MaximizeILP(MaxILP) {}
3033
3034   /// \brief Apply a less-than relation on node priority.
3035   ///
3036   /// (Return true if A comes after B in the Q.)
3037   bool operator()(const SUnit *A, const SUnit *B) const {
3038     unsigned SchedTreeA = DFSResult->getSubtreeID(A);
3039     unsigned SchedTreeB = DFSResult->getSubtreeID(B);
3040     if (SchedTreeA != SchedTreeB) {
3041       // Unscheduled trees have lower priority.
3042       if (ScheduledTrees->test(SchedTreeA) != ScheduledTrees->test(SchedTreeB))
3043         return ScheduledTrees->test(SchedTreeB);
3044
3045       // Trees with shallower connections have have lower priority.
3046       if (DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeA)
3047           != DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeB)) {
3048         return DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeA)
3049           < DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeB);
3050       }
3051     }
3052     if (MaximizeILP)
3053       return DFSResult->getILP(A) < DFSResult->getILP(B);
3054     else
3055       return DFSResult->getILP(A) > DFSResult->getILP(B);
3056   }
3057 };
3058
3059 /// \brief Schedule based on the ILP metric.
3060 class ILPScheduler : public MachineSchedStrategy {
3061   ScheduleDAGMILive *DAG;
3062   ILPOrder Cmp;
3063
3064   std::vector<SUnit*> ReadyQ;
3065 public:
3066   ILPScheduler(bool MaximizeILP): DAG(nullptr), Cmp(MaximizeILP) {}
3067
3068   void initialize(ScheduleDAGMI *dag) override {
3069     assert(dag->hasVRegLiveness() && "ILPScheduler needs vreg liveness");
3070     DAG = static_cast<ScheduleDAGMILive*>(dag);
3071     DAG->computeDFSResult();
3072     Cmp.DFSResult = DAG->getDFSResult();
3073     Cmp.ScheduledTrees = &DAG->getScheduledTrees();
3074     ReadyQ.clear();
3075   }
3076
3077   void registerRoots() override {
3078     // Restore the heap in ReadyQ with the updated DFS results.
3079     std::make_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3080   }
3081
3082   /// Implement MachineSchedStrategy interface.
3083   /// -----------------------------------------
3084
3085   /// Callback to select the highest priority node from the ready Q.
3086   SUnit *pickNode(bool &IsTopNode) override {
3087     if (ReadyQ.empty()) return nullptr;
3088     std::pop_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3089     SUnit *SU = ReadyQ.back();
3090     ReadyQ.pop_back();
3091     IsTopNode = false;
3092     DEBUG(dbgs() << "Pick node " << "SU(" << SU->NodeNum << ") "
3093           << " ILP: " << DAG->getDFSResult()->getILP(SU)
3094           << " Tree: " << DAG->getDFSResult()->getSubtreeID(SU) << " @"
3095           << DAG->getDFSResult()->getSubtreeLevel(
3096             DAG->getDFSResult()->getSubtreeID(SU)) << '\n'
3097           << "Scheduling " << *SU->getInstr());
3098     return SU;
3099   }
3100
3101   /// \brief Scheduler callback to notify that a new subtree is scheduled.
3102   void scheduleTree(unsigned SubtreeID) override {
3103     std::make_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3104   }
3105
3106   /// Callback after a node is scheduled. Mark a newly scheduled tree, notify
3107   /// DFSResults, and resort the priority Q.
3108   void schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) override {
3109     assert(!IsTopNode && "SchedDFSResult needs bottom-up");
3110   }
3111
3112   void releaseTopNode(SUnit *) override { /*only called for top roots*/ }
3113
3114   void releaseBottomNode(SUnit *SU) override {
3115     ReadyQ.push_back(SU);
3116     std::push_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3117   }
3118 };
3119 } // namespace
3120
3121 static ScheduleDAGInstrs *createILPMaxScheduler(MachineSchedContext *C) {
3122   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<ILPScheduler>(true));
3123 }
3124 static ScheduleDAGInstrs *createILPMinScheduler(MachineSchedContext *C) {
3125   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<ILPScheduler>(false));
3126 }
3127 static MachineSchedRegistry ILPMaxRegistry(
3128   "ilpmax", "Schedule bottom-up for max ILP", createILPMaxScheduler);
3129 static MachineSchedRegistry ILPMinRegistry(
3130   "ilpmin", "Schedule bottom-up for min ILP", createILPMinScheduler);
3131
3132 //===----------------------------------------------------------------------===//
3133 // Machine Instruction Shuffler for Correctness Testing
3134 //===----------------------------------------------------------------------===//
3135
3136 #ifndef NDEBUG
3137 namespace {
3138 /// Apply a less-than relation on the node order, which corresponds to the
3139 /// instruction order prior to scheduling. IsReverse implements greater-than.
3140 template<bool IsReverse>
3141 struct SUnitOrder {
3142   bool operator()(SUnit *A, SUnit *B) const {
3143     if (IsReverse)
3144       return A->NodeNum > B->NodeNum;
3145     else
3146       return A->NodeNum < B->NodeNum;
3147   }
3148 };
3149
3150 /// Reorder instructions as much as possible.
3151 class InstructionShuffler : public MachineSchedStrategy {
3152   bool IsAlternating;
3153   bool IsTopDown;
3154
3155   // Using a less-than relation (SUnitOrder<false>) for the TopQ priority
3156   // gives nodes with a higher number higher priority causing the latest
3157   // instructions to be scheduled first.
3158   PriorityQueue<SUnit*, std::vector<SUnit*>, SUnitOrder<false> >
3159     TopQ;
3160   // When scheduling bottom-up, use greater-than as the queue priority.
3161   PriorityQueue<SUnit*, std::vector<SUnit*>, SUnitOrder<true> >
3162     BottomQ;
3163 public:
3164   InstructionShuffler(bool alternate, bool topdown)
3165     : IsAlternating(alternate), IsTopDown(topdown) {}
3166
3167   void initialize(ScheduleDAGMI*) override {
3168     TopQ.clear();
3169     BottomQ.clear();
3170   }
3171
3172   /// Implement MachineSchedStrategy interface.
3173   /// -----------------------------------------
3174
3175   SUnit *pickNode(bool &IsTopNode) override {
3176     SUnit *SU;
3177     if (IsTopDown) {
3178       do {
3179         if (TopQ.empty()) return nullptr;
3180         SU = TopQ.top();
3181         TopQ.pop();
3182       } while (SU->isScheduled);
3183       IsTopNode = true;
3184     }
3185     else {
3186       do {
3187         if (BottomQ.empty()) return nullptr;
3188         SU = BottomQ.top();
3189         BottomQ.pop();
3190       } while (SU->isScheduled);
3191       IsTopNode = false;
3192     }
3193     if (IsAlternating)
3194       IsTopDown = !IsTopDown;
3195     return SU;
3196   }
3197
3198   void schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) override {}
3199
3200   void releaseTopNode(SUnit *SU) override {
3201     TopQ.push(SU);
3202   }
3203   void releaseBottomNode(SUnit *SU) override {
3204     BottomQ.push(SU);
3205   }
3206 };
3207 } // namespace
3208
3209 static ScheduleDAGInstrs *createInstructionShuffler(MachineSchedContext *C) {
3210   bool Alternate = !ForceTopDown && !ForceBottomUp;
3211   bool TopDown = !ForceBottomUp;
3212   assert((TopDown || !ForceTopDown) &&
3213          "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
3214   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<InstructionShuffler>(Alternate, TopDown));
3215 }
3216 static MachineSchedRegistry ShufflerRegistry(
3217   "shuffle", "Shuffle machine instructions alternating directions",
3218   createInstructionShuffler);
3219 #endif // !NDEBUG
3220
3221 //===----------------------------------------------------------------------===//
3222 // GraphWriter support for ScheduleDAGMILive.
3223 //===----------------------------------------------------------------------===//
3224
3225 #ifndef NDEBUG
3226 namespace llvm {
3227
3228 template<> struct GraphTraits<
3229   ScheduleDAGMI*> : public GraphTraits<ScheduleDAG*> {};
3230
3231 template<>
3232 struct DOTGraphTraits<ScheduleDAGMI*> : public DefaultDOTGraphTraits {
3233
3234   DOTGraphTraits (bool isSimple=false) : DefaultDOTGraphTraits(isSimple) {}
3235
3236   static std::string getGraphName(const ScheduleDAG *G) {
3237     return G->MF.getName();
3238   }
3239
3240   static bool renderGraphFromBottomUp() {
3241     return true;
3242   }
3243
3244   static bool isNodeHidden(const SUnit *Node) {
3245     return (Node->Preds.size() > 10 || Node->Succs.size() > 10);
3246   }
3247
3248   static bool hasNodeAddressLabel(const SUnit *Node,
3249                                   const ScheduleDAG *Graph) {
3250     return false;
3251   }
3252
3253   /// If you want to override the dot attributes printed for a particular
3254   /// edge, override this method.
3255   static std::string getEdgeAttributes(const SUnit *Node,
3256                                        SUnitIterator EI,
3257                                        const ScheduleDAG *Graph) {
3258     if (EI.isArtificialDep())
3259       return "color=cyan,style=dashed";
3260     if (EI.isCtrlDep())
3261       return "color=blue,style=dashed";
3262     return "";
3263   }
3264
3265   static std::string getNodeLabel(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
3266     std::string Str;
3267     raw_string_ostream SS(Str);
3268     const ScheduleDAGMI *DAG = static_cast<const ScheduleDAGMI*>(G);
3269     const SchedDFSResult *DFS = DAG->hasVRegLiveness() ?
3270       static_cast<const ScheduleDAGMILive*>(G)->getDFSResult() : nullptr;
3271     SS << "SU:" << SU->NodeNum;
3272     if (DFS)
3273       SS << " I:" << DFS->getNumInstrs(SU);
3274     return SS.str();
3275   }
3276   static std::string getNodeDescription(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
3277     return G->getGraphNodeLabel(SU);
3278   }
3279
3280   static std::string getNodeAttributes(const SUnit *N, const ScheduleDAG *G) {
3281     std::string Str("shape=Mrecord");
3282     const ScheduleDAGMI *DAG = static_cast<const ScheduleDAGMI*>(G);
3283     const SchedDFSResult *DFS = DAG->hasVRegLiveness() ?
3284       static_cast<const ScheduleDAGMILive*>(G)->getDFSResult() : nullptr;
3285     if (DFS) {
3286       Str += ",style=filled,fillcolor=\"#";
3287       Str += DOT::getColorString(DFS->getSubtreeID(N));
3288       Str += '"';
3289     }
3290     return Str;
3291   }
3292 };
3293 } // namespace llvm
3294 #endif // NDEBUG
3295
3296 /// viewGraph - Pop up a ghostview window with the reachable parts of the DAG
3297 /// rendered using 'dot'.
3298 ///
3299 void ScheduleDAGMI::viewGraph(const Twine &Name, const Twine &Title) {
3300 #ifndef NDEBUG
3301   ViewGraph(this, Name, false, Title);
3302 #else
3303   errs() << "ScheduleDAGMI::viewGraph is only available in debug builds on "
3304          << "systems with Graphviz or gv!\n";
3305 #endif  // NDEBUG
3306 }
3307
3308 /// Out-of-line implementation with no arguments is handy for gdb.
3309 void ScheduleDAGMI::viewGraph() {
3310   viewGraph(getDAGName(), "Scheduling-Units Graph for " + getDAGName());
3311 }