Fixed/added namespace ending comments using clang-tidy. NFC
[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 static cl::opt<bool> EnableMachineSched(
213     "enable-misched",
214     cl::desc("Enable the machine instruction scheduling pass."), cl::init(true),
215     cl::Hidden);
216
217 /// Forward declare the standard machine scheduler. This will be used as the
218 /// default scheduler if the target does not set a default.
219 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedLive(MachineSchedContext *C);
220 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedPostRA(MachineSchedContext *C);
221
222 /// Decrement this iterator until reaching the top or a non-debug instr.
223 static MachineBasicBlock::const_iterator
224 priorNonDebug(MachineBasicBlock::const_iterator I,
225               MachineBasicBlock::const_iterator Beg) {
226   assert(I != Beg && "reached the top of the region, cannot decrement");
227   while (--I != Beg) {
228     if (!I->isDebugValue())
229       break;
230   }
231   return I;
232 }
233
234 /// Non-const version.
235 static MachineBasicBlock::iterator
236 priorNonDebug(MachineBasicBlock::iterator I,
237               MachineBasicBlock::const_iterator Beg) {
238   return const_cast<MachineInstr*>(
239     &*priorNonDebug(MachineBasicBlock::const_iterator(I), Beg));
240 }
241
242 /// If this iterator is a debug value, increment until reaching the End or a
243 /// non-debug instruction.
244 static MachineBasicBlock::const_iterator
245 nextIfDebug(MachineBasicBlock::const_iterator I,
246             MachineBasicBlock::const_iterator End) {
247   for(; I != End; ++I) {
248     if (!I->isDebugValue())
249       break;
250   }
251   return I;
252 }
253
254 /// Non-const version.
255 static MachineBasicBlock::iterator
256 nextIfDebug(MachineBasicBlock::iterator I,
257             MachineBasicBlock::const_iterator End) {
258   // Cast the return value to nonconst MachineInstr, then cast to an
259   // instr_iterator, which does not check for null, finally return a
260   // bundle_iterator.
261   return MachineBasicBlock::instr_iterator(
262     const_cast<MachineInstr*>(
263       &*nextIfDebug(MachineBasicBlock::const_iterator(I), End)));
264 }
265
266 /// Instantiate a ScheduleDAGInstrs that will be owned by the caller.
267 ScheduleDAGInstrs *MachineScheduler::createMachineScheduler() {
268   // Select the scheduler, or set the default.
269   MachineSchedRegistry::ScheduleDAGCtor Ctor = MachineSchedOpt;
270   if (Ctor != useDefaultMachineSched)
271     return Ctor(this);
272
273   // Get the default scheduler set by the target for this function.
274   ScheduleDAGInstrs *Scheduler = PassConfig->createMachineScheduler(this);
275   if (Scheduler)
276     return Scheduler;
277
278   // Default to GenericScheduler.
279   return createGenericSchedLive(this);
280 }
281
282 /// Instantiate a ScheduleDAGInstrs for PostRA scheduling that will be owned by
283 /// the caller. We don't have a command line option to override the postRA
284 /// scheduler. The Target must configure it.
285 ScheduleDAGInstrs *PostMachineScheduler::createPostMachineScheduler() {
286   // Get the postRA scheduler set by the target for this function.
287   ScheduleDAGInstrs *Scheduler = PassConfig->createPostMachineScheduler(this);
288   if (Scheduler)
289     return Scheduler;
290
291   // Default to GenericScheduler.
292   return createGenericSchedPostRA(this);
293 }
294
295 /// Top-level MachineScheduler pass driver.
296 ///
297 /// Visit blocks in function order. Divide each block into scheduling regions
298 /// and visit them bottom-up. Visiting regions bottom-up is not required, but is
299 /// consistent with the DAG builder, which traverses the interior of the
300 /// scheduling regions bottom-up.
301 ///
302 /// This design avoids exposing scheduling boundaries to the DAG builder,
303 /// simplifying the DAG builder's support for "special" target instructions.
304 /// At the same time the design allows target schedulers to operate across
305 /// scheduling boundaries, for example to bundle the boudary instructions
306 /// without reordering them. This creates complexity, because the target
307 /// scheduler must update the RegionBegin and RegionEnd positions cached by
308 /// ScheduleDAGInstrs whenever adding or removing instructions. A much simpler
309 /// design would be to split blocks at scheduling boundaries, but LLVM has a
310 /// general bias against block splitting purely for implementation simplicity.
311 bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
312   if (EnableMachineSched.getNumOccurrences()) {
313     if (!EnableMachineSched)
314       return false;
315   } else if (!mf.getSubtarget().enableMachineScheduler())
316     return false;
317
318   DEBUG(dbgs() << "Before MISsched:\n"; mf.print(dbgs()));
319
320   // Initialize the context of the pass.
321   MF = &mf;
322   MLI = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
323   MDT = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
324   PassConfig = &getAnalysis<TargetPassConfig>();
325   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
326
327   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
328
329   if (VerifyScheduling) {
330     DEBUG(LIS->dump());
331     MF->verify(this, "Before machine scheduling.");
332   }
333   RegClassInfo->runOnMachineFunction(*MF);
334
335   // Instantiate the selected scheduler for this target, function, and
336   // optimization level.
337   std::unique_ptr<ScheduleDAGInstrs> Scheduler(createMachineScheduler());
338   scheduleRegions(*Scheduler);
339
340   DEBUG(LIS->dump());
341   if (VerifyScheduling)
342     MF->verify(this, "After machine scheduling.");
343   return true;
344 }
345
346 bool PostMachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
347   if (skipOptnoneFunction(*mf.getFunction()))
348     return false;
349
350   if (!mf.getSubtarget().enablePostRAScheduler()) {
351     DEBUG(dbgs() << "Subtarget disables post-MI-sched.\n");
352     return false;
353   }
354   DEBUG(dbgs() << "Before post-MI-sched:\n"; mf.print(dbgs()));
355
356   // Initialize the context of the pass.
357   MF = &mf;
358   PassConfig = &getAnalysis<TargetPassConfig>();
359
360   if (VerifyScheduling)
361     MF->verify(this, "Before post machine scheduling.");
362
363   // Instantiate the selected scheduler for this target, function, and
364   // optimization level.
365   std::unique_ptr<ScheduleDAGInstrs> Scheduler(createPostMachineScheduler());
366   scheduleRegions(*Scheduler);
367
368   if (VerifyScheduling)
369     MF->verify(this, "After post machine scheduling.");
370   return true;
371 }
372
373 /// Return true of the given instruction should not be included in a scheduling
374 /// region.
375 ///
376 /// MachineScheduler does not currently support scheduling across calls. To
377 /// handle calls, the DAG builder needs to be modified to create register
378 /// anti/output dependencies on the registers clobbered by the call's regmask
379 /// operand. In PreRA scheduling, the stack pointer adjustment already prevents
380 /// scheduling across calls. In PostRA scheduling, we need the isCall to enforce
381 /// the boundary, but there would be no benefit to postRA scheduling across
382 /// calls this late anyway.
383 static bool isSchedBoundary(MachineBasicBlock::iterator MI,
384                             MachineBasicBlock *MBB,
385                             MachineFunction *MF,
386                             const TargetInstrInfo *TII,
387                             bool IsPostRA) {
388   return MI->isCall() || TII->isSchedulingBoundary(MI, MBB, *MF);
389 }
390
391 /// Main driver for both MachineScheduler and PostMachineScheduler.
392 void MachineSchedulerBase::scheduleRegions(ScheduleDAGInstrs &Scheduler) {
393   const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
394   bool IsPostRA = Scheduler.isPostRA();
395
396   // Visit all machine basic blocks.
397   //
398   // TODO: Visit blocks in global postorder or postorder within the bottom-up
399   // loop tree. Then we can optionally compute global RegPressure.
400   for (MachineFunction::iterator MBB = MF->begin(), MBBEnd = MF->end();
401        MBB != MBBEnd; ++MBB) {
402
403     Scheduler.startBlock(MBB);
404
405 #ifndef NDEBUG
406     if (SchedOnlyFunc.getNumOccurrences() && SchedOnlyFunc != MF->getName())
407       continue;
408     if (SchedOnlyBlock.getNumOccurrences()
409         && (int)SchedOnlyBlock != MBB->getNumber())
410       continue;
411 #endif
412
413     // Break the block into scheduling regions [I, RegionEnd), and schedule each
414     // region as soon as it is discovered. RegionEnd points the scheduling
415     // boundary at the bottom of the region. The DAG does not include RegionEnd,
416     // but the region does (i.e. the next RegionEnd is above the previous
417     // RegionBegin). If the current block has no terminator then RegionEnd ==
418     // MBB->end() for the bottom region.
419     //
420     // The Scheduler may insert instructions during either schedule() or
421     // exitRegion(), even for empty regions. So the local iterators 'I' and
422     // 'RegionEnd' are invalid across these calls.
423     //
424     // MBB::size() uses instr_iterator to count. Here we need a bundle to count
425     // as a single instruction.
426     unsigned RemainingInstrs = std::distance(MBB->begin(), MBB->end());
427     for(MachineBasicBlock::iterator RegionEnd = MBB->end();
428         RegionEnd != MBB->begin(); RegionEnd = Scheduler.begin()) {
429
430       // Avoid decrementing RegionEnd for blocks with no terminator.
431       if (RegionEnd != MBB->end() ||
432           isSchedBoundary(std::prev(RegionEnd), MBB, MF, TII, IsPostRA)) {
433         --RegionEnd;
434         // Count the boundary instruction.
435         --RemainingInstrs;
436       }
437
438       // The next region starts above the previous region. Look backward in the
439       // instruction stream until we find the nearest boundary.
440       unsigned NumRegionInstrs = 0;
441       MachineBasicBlock::iterator I = RegionEnd;
442       for(;I != MBB->begin(); --I, --RemainingInstrs) {
443         if (isSchedBoundary(std::prev(I), MBB, MF, TII, IsPostRA))
444           break;
445         if (!I->isDebugValue())
446           ++NumRegionInstrs;
447       }
448       // Notify the scheduler of the region, even if we may skip scheduling
449       // it. Perhaps it still needs to be bundled.
450       Scheduler.enterRegion(MBB, I, RegionEnd, NumRegionInstrs);
451
452       // Skip empty scheduling regions (0 or 1 schedulable instructions).
453       if (I == RegionEnd || I == std::prev(RegionEnd)) {
454         // Close the current region. Bundle the terminator if needed.
455         // This invalidates 'RegionEnd' and 'I'.
456         Scheduler.exitRegion();
457         continue;
458       }
459       DEBUG(dbgs() << "********** " << ((Scheduler.isPostRA()) ? "PostRA " : "")
460             << "MI Scheduling **********\n");
461       DEBUG(dbgs() << MF->getName()
462             << ":BB#" << MBB->getNumber() << " " << MBB->getName()
463             << "\n  From: " << *I << "    To: ";
464             if (RegionEnd != MBB->end()) dbgs() << *RegionEnd;
465             else dbgs() << "End";
466             dbgs() << " RegionInstrs: " << NumRegionInstrs
467             << " Remaining: " << RemainingInstrs << "\n");
468       if (DumpCriticalPathLength) {
469         errs() << MF->getName();
470         errs() << ":BB# " << MBB->getNumber();
471         errs() << " " << MBB->getName() << " \n";
472       }
473
474       // Schedule a region: possibly reorder instructions.
475       // This invalidates 'RegionEnd' and 'I'.
476       Scheduler.schedule();
477
478       // Close the current region.
479       Scheduler.exitRegion();
480
481       // Scheduling has invalidated the current iterator 'I'. Ask the
482       // scheduler for the top of it's scheduled region.
483       RegionEnd = Scheduler.begin();
484     }
485     assert(RemainingInstrs == 0 && "Instruction count mismatch!");
486     Scheduler.finishBlock();
487     if (Scheduler.isPostRA()) {
488       // FIXME: Ideally, no further passes should rely on kill flags. However,
489       // thumb2 size reduction is currently an exception.
490       Scheduler.fixupKills(MBB);
491     }
492   }
493   Scheduler.finalizeSchedule();
494 }
495
496 void MachineSchedulerBase::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
497   // unimplemented
498 }
499
500 LLVM_DUMP_METHOD
501 void ReadyQueue::dump() {
502   dbgs() << Name << ": ";
503   for (unsigned i = 0, e = Queue.size(); i < e; ++i)
504     dbgs() << Queue[i]->NodeNum << " ";
505   dbgs() << "\n";
506 }
507
508 //===----------------------------------------------------------------------===//
509 // ScheduleDAGMI - Basic machine instruction scheduling. This is
510 // independent of PreRA/PostRA scheduling and involves no extra book-keeping for
511 // virtual registers.
512 // ===----------------------------------------------------------------------===/
513
514 // Provide a vtable anchor.
515 ScheduleDAGMI::~ScheduleDAGMI() {
516 }
517
518 bool ScheduleDAGMI::canAddEdge(SUnit *SuccSU, SUnit *PredSU) {
519   return SuccSU == &ExitSU || !Topo.IsReachable(PredSU, SuccSU);
520 }
521
522 bool ScheduleDAGMI::addEdge(SUnit *SuccSU, const SDep &PredDep) {
523   if (SuccSU != &ExitSU) {
524     // Do not use WillCreateCycle, it assumes SD scheduling.
525     // If Pred is reachable from Succ, then the edge creates a cycle.
526     if (Topo.IsReachable(PredDep.getSUnit(), SuccSU))
527       return false;
528     Topo.AddPred(SuccSU, PredDep.getSUnit());
529   }
530   SuccSU->addPred(PredDep, /*Required=*/!PredDep.isArtificial());
531   // Return true regardless of whether a new edge needed to be inserted.
532   return true;
533 }
534
535 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. When
536 /// NumPredsLeft reaches zero, release the successor node.
537 ///
538 /// FIXME: Adjust SuccSU height based on MinLatency.
539 void ScheduleDAGMI::releaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge) {
540   SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
541
542   if (SuccEdge->isWeak()) {
543     --SuccSU->WeakPredsLeft;
544     if (SuccEdge->isCluster())
545       NextClusterSucc = SuccSU;
546     return;
547   }
548 #ifndef NDEBUG
549   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
550     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
551     SuccSU->dump(this);
552     dbgs() << " has been released too many times!\n";
553     llvm_unreachable(nullptr);
554   }
555 #endif
556   // SU->TopReadyCycle was set to CurrCycle when it was scheduled. However,
557   // CurrCycle may have advanced since then.
558   if (SuccSU->TopReadyCycle < SU->TopReadyCycle + SuccEdge->getLatency())
559     SuccSU->TopReadyCycle = SU->TopReadyCycle + SuccEdge->getLatency();
560
561   --SuccSU->NumPredsLeft;
562   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0 && SuccSU != &ExitSU)
563     SchedImpl->releaseTopNode(SuccSU);
564 }
565
566 /// releaseSuccessors - Call releaseSucc on each of SU's successors.
567 void ScheduleDAGMI::releaseSuccessors(SUnit *SU) {
568   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
569        I != E; ++I) {
570     releaseSucc(SU, &*I);
571   }
572 }
573
574 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. When
575 /// NumSuccsLeft reaches zero, release the predecessor node.
576 ///
577 /// FIXME: Adjust PredSU height based on MinLatency.
578 void ScheduleDAGMI::releasePred(SUnit *SU, SDep *PredEdge) {
579   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
580
581   if (PredEdge->isWeak()) {
582     --PredSU->WeakSuccsLeft;
583     if (PredEdge->isCluster())
584       NextClusterPred = PredSU;
585     return;
586   }
587 #ifndef NDEBUG
588   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
589     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
590     PredSU->dump(this);
591     dbgs() << " has been released too many times!\n";
592     llvm_unreachable(nullptr);
593   }
594 #endif
595   // SU->BotReadyCycle was set to CurrCycle when it was scheduled. However,
596   // CurrCycle may have advanced since then.
597   if (PredSU->BotReadyCycle < SU->BotReadyCycle + PredEdge->getLatency())
598     PredSU->BotReadyCycle = SU->BotReadyCycle + PredEdge->getLatency();
599
600   --PredSU->NumSuccsLeft;
601   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU)
602     SchedImpl->releaseBottomNode(PredSU);
603 }
604
605 /// releasePredecessors - Call releasePred on each of SU's predecessors.
606 void ScheduleDAGMI::releasePredecessors(SUnit *SU) {
607   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
608        I != E; ++I) {
609     releasePred(SU, &*I);
610   }
611 }
612
613 /// enterRegion - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction after
614 /// crossing a scheduling boundary. [begin, end) includes all instructions in
615 /// the region, including the boundary itself and single-instruction regions
616 /// that don't get scheduled.
617 void ScheduleDAGMI::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
618                                      MachineBasicBlock::iterator begin,
619                                      MachineBasicBlock::iterator end,
620                                      unsigned regioninstrs)
621 {
622   ScheduleDAGInstrs::enterRegion(bb, begin, end, regioninstrs);
623
624   SchedImpl->initPolicy(begin, end, regioninstrs);
625 }
626
627 /// This is normally called from the main scheduler loop but may also be invoked
628 /// by the scheduling strategy to perform additional code motion.
629 void ScheduleDAGMI::moveInstruction(
630   MachineInstr *MI, MachineBasicBlock::iterator InsertPos) {
631   // Advance RegionBegin if the first instruction moves down.
632   if (&*RegionBegin == MI)
633     ++RegionBegin;
634
635   // Update the instruction stream.
636   BB->splice(InsertPos, BB, MI);
637
638   // Update LiveIntervals
639   if (LIS)
640     LIS->handleMove(MI, /*UpdateFlags=*/true);
641
642   // Recede RegionBegin if an instruction moves above the first.
643   if (RegionBegin == InsertPos)
644     RegionBegin = MI;
645 }
646
647 bool ScheduleDAGMI::checkSchedLimit() {
648 #ifndef NDEBUG
649   if (NumInstrsScheduled == MISchedCutoff && MISchedCutoff != ~0U) {
650     CurrentTop = CurrentBottom;
651     return false;
652   }
653   ++NumInstrsScheduled;
654 #endif
655   return true;
656 }
657
658 /// Per-region scheduling driver, called back from
659 /// MachineScheduler::runOnMachineFunction. This is a simplified driver that
660 /// does not consider liveness or register pressure. It is useful for PostRA
661 /// scheduling and potentially other custom schedulers.
662 void ScheduleDAGMI::schedule() {
663   // Build the DAG.
664   buildSchedGraph(AA);
665
666   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
667
668   postprocessDAG();
669
670   SmallVector<SUnit*, 8> TopRoots, BotRoots;
671   findRootsAndBiasEdges(TopRoots, BotRoots);
672
673   // Initialize the strategy before modifying the DAG.
674   // This may initialize a DFSResult to be used for queue priority.
675   SchedImpl->initialize(this);
676
677   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
678           SUnits[su].dumpAll(this));
679   if (ViewMISchedDAGs) viewGraph();
680
681   // Initialize ready queues now that the DAG and priority data are finalized.
682   initQueues(TopRoots, BotRoots);
683
684   bool IsTopNode = false;
685   while (SUnit *SU = SchedImpl->pickNode(IsTopNode)) {
686     assert(!SU->isScheduled && "Node already scheduled");
687     if (!checkSchedLimit())
688       break;
689
690     MachineInstr *MI = SU->getInstr();
691     if (IsTopNode) {
692       assert(SU->isTopReady() && "node still has unscheduled dependencies");
693       if (&*CurrentTop == MI)
694         CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, CurrentBottom);
695       else
696         moveInstruction(MI, CurrentTop);
697     }
698     else {
699       assert(SU->isBottomReady() && "node still has unscheduled dependencies");
700       MachineBasicBlock::iterator priorII =
701         priorNonDebug(CurrentBottom, CurrentTop);
702       if (&*priorII == MI)
703         CurrentBottom = priorII;
704       else {
705         if (&*CurrentTop == MI)
706           CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, priorII);
707         moveInstruction(MI, CurrentBottom);
708         CurrentBottom = MI;
709       }
710     }
711     // Notify the scheduling strategy before updating the DAG.
712     // This sets the scheduled node's ReadyCycle to CurrCycle. When updateQueues
713     // runs, it can then use the accurate ReadyCycle time to determine whether
714     // newly released nodes can move to the readyQ.
715     SchedImpl->schedNode(SU, IsTopNode);
716
717     updateQueues(SU, IsTopNode);
718   }
719   assert(CurrentTop == CurrentBottom && "Nonempty unscheduled zone.");
720
721   placeDebugValues();
722
723   DEBUG({
724       unsigned BBNum = begin()->getParent()->getNumber();
725       dbgs() << "*** Final schedule for BB#" << BBNum << " ***\n";
726       dumpSchedule();
727       dbgs() << '\n';
728     });
729 }
730
731 /// Apply each ScheduleDAGMutation step in order.
732 void ScheduleDAGMI::postprocessDAG() {
733   for (unsigned i = 0, e = Mutations.size(); i < e; ++i) {
734     Mutations[i]->apply(this);
735   }
736 }
737
738 void ScheduleDAGMI::
739 findRootsAndBiasEdges(SmallVectorImpl<SUnit*> &TopRoots,
740                       SmallVectorImpl<SUnit*> &BotRoots) {
741   for (std::vector<SUnit>::iterator
742          I = SUnits.begin(), E = SUnits.end(); I != E; ++I) {
743     SUnit *SU = &(*I);
744     assert(!SU->isBoundaryNode() && "Boundary node should not be in SUnits");
745
746     // Order predecessors so DFSResult follows the critical path.
747     SU->biasCriticalPath();
748
749     // A SUnit is ready to top schedule if it has no predecessors.
750     if (!I->NumPredsLeft)
751       TopRoots.push_back(SU);
752     // A SUnit is ready to bottom schedule if it has no successors.
753     if (!I->NumSuccsLeft)
754       BotRoots.push_back(SU);
755   }
756   ExitSU.biasCriticalPath();
757 }
758
759 /// Identify DAG roots and setup scheduler queues.
760 void ScheduleDAGMI::initQueues(ArrayRef<SUnit*> TopRoots,
761                                ArrayRef<SUnit*> BotRoots) {
762   NextClusterSucc = nullptr;
763   NextClusterPred = nullptr;
764
765   // Release all DAG roots for scheduling, not including EntrySU/ExitSU.
766   //
767   // Nodes with unreleased weak edges can still be roots.
768   // Release top roots in forward order.
769   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
770          I = TopRoots.begin(), E = TopRoots.end(); I != E; ++I) {
771     SchedImpl->releaseTopNode(*I);
772   }
773   // Release bottom roots in reverse order so the higher priority nodes appear
774   // first. This is more natural and slightly more efficient.
775   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_reverse_iterator
776          I = BotRoots.rbegin(), E = BotRoots.rend(); I != E; ++I) {
777     SchedImpl->releaseBottomNode(*I);
778   }
779
780   releaseSuccessors(&EntrySU);
781   releasePredecessors(&ExitSU);
782
783   SchedImpl->registerRoots();
784
785   // Advance past initial DebugValues.
786   CurrentTop = nextIfDebug(RegionBegin, RegionEnd);
787   CurrentBottom = RegionEnd;
788 }
789
790 /// Update scheduler queues after scheduling an instruction.
791 void ScheduleDAGMI::updateQueues(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
792   // Release dependent instructions for scheduling.
793   if (IsTopNode)
794     releaseSuccessors(SU);
795   else
796     releasePredecessors(SU);
797
798   SU->isScheduled = true;
799 }
800
801 /// Reinsert any remaining debug_values, just like the PostRA scheduler.
802 void ScheduleDAGMI::placeDebugValues() {
803   // If first instruction was a DBG_VALUE then put it back.
804   if (FirstDbgValue) {
805     BB->splice(RegionBegin, BB, FirstDbgValue);
806     RegionBegin = FirstDbgValue;
807   }
808
809   for (std::vector<std::pair<MachineInstr *, MachineInstr *> >::iterator
810          DI = DbgValues.end(), DE = DbgValues.begin(); DI != DE; --DI) {
811     std::pair<MachineInstr *, MachineInstr *> P = *std::prev(DI);
812     MachineInstr *DbgValue = P.first;
813     MachineBasicBlock::iterator OrigPrevMI = P.second;
814     if (&*RegionBegin == DbgValue)
815       ++RegionBegin;
816     BB->splice(++OrigPrevMI, BB, DbgValue);
817     if (OrigPrevMI == std::prev(RegionEnd))
818       RegionEnd = DbgValue;
819   }
820   DbgValues.clear();
821   FirstDbgValue = nullptr;
822 }
823
824 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
825 void ScheduleDAGMI::dumpSchedule() const {
826   for (MachineBasicBlock::iterator MI = begin(), ME = end(); MI != ME; ++MI) {
827     if (SUnit *SU = getSUnit(&(*MI)))
828       SU->dump(this);
829     else
830       dbgs() << "Missing SUnit\n";
831   }
832 }
833 #endif
834
835 //===----------------------------------------------------------------------===//
836 // ScheduleDAGMILive - Base class for MachineInstr scheduling with LiveIntervals
837 // preservation.
838 //===----------------------------------------------------------------------===//
839
840 ScheduleDAGMILive::~ScheduleDAGMILive() {
841   delete DFSResult;
842 }
843
844 /// enterRegion - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction after
845 /// crossing a scheduling boundary. [begin, end) includes all instructions in
846 /// the region, including the boundary itself and single-instruction regions
847 /// that don't get scheduled.
848 void ScheduleDAGMILive::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
849                                 MachineBasicBlock::iterator begin,
850                                 MachineBasicBlock::iterator end,
851                                 unsigned regioninstrs)
852 {
853   // ScheduleDAGMI initializes SchedImpl's per-region policy.
854   ScheduleDAGMI::enterRegion(bb, begin, end, regioninstrs);
855
856   // For convenience remember the end of the liveness region.
857   LiveRegionEnd = (RegionEnd == bb->end()) ? RegionEnd : std::next(RegionEnd);
858
859   SUPressureDiffs.clear();
860
861   ShouldTrackPressure = SchedImpl->shouldTrackPressure();
862 }
863
864 // Setup the register pressure trackers for the top scheduled top and bottom
865 // scheduled regions.
866 void ScheduleDAGMILive::initRegPressure() {
867   TopRPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, RegionBegin);
868   BotRPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, LiveRegionEnd);
869
870   // Close the RPTracker to finalize live ins.
871   RPTracker.closeRegion();
872
873   DEBUG(RPTracker.dump());
874
875   // Initialize the live ins and live outs.
876   TopRPTracker.addLiveRegs(RPTracker.getPressure().LiveInRegs);
877   BotRPTracker.addLiveRegs(RPTracker.getPressure().LiveOutRegs);
878
879   // Close one end of the tracker so we can call
880   // getMaxUpward/DownwardPressureDelta before advancing across any
881   // instructions. This converts currently live regs into live ins/outs.
882   TopRPTracker.closeTop();
883   BotRPTracker.closeBottom();
884
885   BotRPTracker.initLiveThru(RPTracker);
886   if (!BotRPTracker.getLiveThru().empty()) {
887     TopRPTracker.initLiveThru(BotRPTracker.getLiveThru());
888     DEBUG(dbgs() << "Live Thru: ";
889           dumpRegSetPressure(BotRPTracker.getLiveThru(), TRI));
890   };
891
892   // For each live out vreg reduce the pressure change associated with other
893   // uses of the same vreg below the live-out reaching def.
894   updatePressureDiffs(RPTracker.getPressure().LiveOutRegs);
895
896   // Account for liveness generated by the region boundary.
897   if (LiveRegionEnd != RegionEnd) {
898     SmallVector<unsigned, 8> LiveUses;
899     BotRPTracker.recede(&LiveUses);
900     updatePressureDiffs(LiveUses);
901   }
902
903   assert(BotRPTracker.getPos() == RegionEnd && "Can't find the region bottom");
904
905   // Cache the list of excess pressure sets in this region. This will also track
906   // the max pressure in the scheduled code for these sets.
907   RegionCriticalPSets.clear();
908   const std::vector<unsigned> &RegionPressure =
909     RPTracker.getPressure().MaxSetPressure;
910   for (unsigned i = 0, e = RegionPressure.size(); i < e; ++i) {
911     unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(i);
912     if (RegionPressure[i] > Limit) {
913       DEBUG(dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i)
914             << " Limit " << Limit
915             << " Actual " << RegionPressure[i] << "\n");
916       RegionCriticalPSets.push_back(PressureChange(i));
917     }
918   }
919   DEBUG(dbgs() << "Excess PSets: ";
920         for (unsigned i = 0, e = RegionCriticalPSets.size(); i != e; ++i)
921           dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(
922             RegionCriticalPSets[i].getPSet()) << " ";
923         dbgs() << "\n");
924 }
925
926 void ScheduleDAGMILive::
927 updateScheduledPressure(const SUnit *SU,
928                         const std::vector<unsigned> &NewMaxPressure) {
929   const PressureDiff &PDiff = getPressureDiff(SU);
930   unsigned CritIdx = 0, CritEnd = RegionCriticalPSets.size();
931   for (PressureDiff::const_iterator I = PDiff.begin(), E = PDiff.end();
932        I != E; ++I) {
933     if (!I->isValid())
934       break;
935     unsigned ID = I->getPSet();
936     while (CritIdx != CritEnd && RegionCriticalPSets[CritIdx].getPSet() < ID)
937       ++CritIdx;
938     if (CritIdx != CritEnd && RegionCriticalPSets[CritIdx].getPSet() == ID) {
939       if ((int)NewMaxPressure[ID] > RegionCriticalPSets[CritIdx].getUnitInc()
940           && NewMaxPressure[ID] <= INT16_MAX)
941         RegionCriticalPSets[CritIdx].setUnitInc(NewMaxPressure[ID]);
942     }
943     unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(ID);
944     if (NewMaxPressure[ID] >= Limit - 2) {
945       DEBUG(dbgs() << "  " << TRI->getRegPressureSetName(ID) << ": "
946             << NewMaxPressure[ID]
947             << ((NewMaxPressure[ID] > Limit) ? " > " : " <= ") << Limit
948             << "(+ " << BotRPTracker.getLiveThru()[ID] << " livethru)\n");
949     }
950   }
951 }
952
953 /// Update the PressureDiff array for liveness after scheduling this
954 /// instruction.
955 void ScheduleDAGMILive::updatePressureDiffs(ArrayRef<unsigned> LiveUses) {
956   for (unsigned LUIdx = 0, LUEnd = LiveUses.size(); LUIdx != LUEnd; ++LUIdx) {
957     /// FIXME: Currently assuming single-use physregs.
958     unsigned Reg = LiveUses[LUIdx];
959     DEBUG(dbgs() << "  LiveReg: " << PrintVRegOrUnit(Reg, TRI) << "\n");
960     if (!TRI->isVirtualRegister(Reg))
961       continue;
962
963     // This may be called before CurrentBottom has been initialized. However,
964     // BotRPTracker must have a valid position. We want the value live into the
965     // instruction or live out of the block, so ask for the previous
966     // instruction's live-out.
967     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
968     VNInfo *VNI;
969     MachineBasicBlock::const_iterator I =
970       nextIfDebug(BotRPTracker.getPos(), BB->end());
971     if (I == BB->end())
972       VNI = LI.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(BB));
973     else {
974       LiveQueryResult LRQ = LI.Query(LIS->getInstructionIndex(I));
975       VNI = LRQ.valueIn();
976     }
977     // RegisterPressureTracker guarantees that readsReg is true for LiveUses.
978     assert(VNI && "No live value at use.");
979     for (VReg2UseMap::iterator
980            UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
981       SUnit *SU = UI->SU;
982       DEBUG(dbgs() << "  UpdateRegP: SU(" << SU->NodeNum << ") "
983             << *SU->getInstr());
984       // If this use comes before the reaching def, it cannot be a last use, so
985       // descrease its pressure change.
986       if (!SU->isScheduled && SU != &ExitSU) {
987         LiveQueryResult LRQ
988           = LI.Query(LIS->getInstructionIndex(SU->getInstr()));
989         if (LRQ.valueIn() == VNI)
990           getPressureDiff(SU).addPressureChange(Reg, true, &MRI);
991       }
992     }
993   }
994 }
995
996 /// schedule - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction
997 /// after setting up the current scheduling region. [RegionBegin, RegionEnd)
998 /// only includes instructions that have DAG nodes, not scheduling boundaries.
999 ///
1000 /// This is a skeletal driver, with all the functionality pushed into helpers,
1001 /// so that it can be easilly extended by experimental schedulers. Generally,
1002 /// implementing MachineSchedStrategy should be sufficient to implement a new
1003 /// scheduling algorithm. However, if a scheduler further subclasses
1004 /// ScheduleDAGMILive then it will want to override this virtual method in order
1005 /// to update any specialized state.
1006 void ScheduleDAGMILive::schedule() {
1007   buildDAGWithRegPressure();
1008
1009   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
1010
1011   postprocessDAG();
1012
1013   SmallVector<SUnit*, 8> TopRoots, BotRoots;
1014   findRootsAndBiasEdges(TopRoots, BotRoots);
1015
1016   // Initialize the strategy before modifying the DAG.
1017   // This may initialize a DFSResult to be used for queue priority.
1018   SchedImpl->initialize(this);
1019
1020   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
1021           SUnits[su].dumpAll(this));
1022   if (ViewMISchedDAGs) viewGraph();
1023
1024   // Initialize ready queues now that the DAG and priority data are finalized.
1025   initQueues(TopRoots, BotRoots);
1026
1027   if (ShouldTrackPressure) {
1028     assert(TopRPTracker.getPos() == RegionBegin && "bad initial Top tracker");
1029     TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
1030   }
1031
1032   bool IsTopNode = false;
1033   while (SUnit *SU = SchedImpl->pickNode(IsTopNode)) {
1034     assert(!SU->isScheduled && "Node already scheduled");
1035     if (!checkSchedLimit())
1036       break;
1037
1038     scheduleMI(SU, IsTopNode);
1039
1040     if (DFSResult) {
1041       unsigned SubtreeID = DFSResult->getSubtreeID(SU);
1042       if (!ScheduledTrees.test(SubtreeID)) {
1043         ScheduledTrees.set(SubtreeID);
1044         DFSResult->scheduleTree(SubtreeID);
1045         SchedImpl->scheduleTree(SubtreeID);
1046       }
1047     }
1048
1049     // Notify the scheduling strategy after updating the DAG.
1050     SchedImpl->schedNode(SU, IsTopNode);
1051
1052     updateQueues(SU, IsTopNode);
1053   }
1054   assert(CurrentTop == CurrentBottom && "Nonempty unscheduled zone.");
1055
1056   placeDebugValues();
1057
1058   DEBUG({
1059       unsigned BBNum = begin()->getParent()->getNumber();
1060       dbgs() << "*** Final schedule for BB#" << BBNum << " ***\n";
1061       dumpSchedule();
1062       dbgs() << '\n';
1063     });
1064 }
1065
1066 /// Build the DAG and setup three register pressure trackers.
1067 void ScheduleDAGMILive::buildDAGWithRegPressure() {
1068   if (!ShouldTrackPressure) {
1069     RPTracker.reset();
1070     RegionCriticalPSets.clear();
1071     buildSchedGraph(AA);
1072     return;
1073   }
1074
1075   // Initialize the register pressure tracker used by buildSchedGraph.
1076   RPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, LiveRegionEnd,
1077                  /*TrackUntiedDefs=*/true);
1078
1079   // Account for liveness generate by the region boundary.
1080   if (LiveRegionEnd != RegionEnd)
1081     RPTracker.recede();
1082
1083   // Build the DAG, and compute current register pressure.
1084   buildSchedGraph(AA, &RPTracker, &SUPressureDiffs);
1085
1086   // Initialize top/bottom trackers after computing region pressure.
1087   initRegPressure();
1088 }
1089
1090 void ScheduleDAGMILive::computeDFSResult() {
1091   if (!DFSResult)
1092     DFSResult = new SchedDFSResult(/*BottomU*/true, MinSubtreeSize);
1093   DFSResult->clear();
1094   ScheduledTrees.clear();
1095   DFSResult->resize(SUnits.size());
1096   DFSResult->compute(SUnits);
1097   ScheduledTrees.resize(DFSResult->getNumSubtrees());
1098 }
1099
1100 /// Compute the max cyclic critical path through the DAG. The scheduling DAG
1101 /// only provides the critical path for single block loops. To handle loops that
1102 /// span blocks, we could use the vreg path latencies provided by
1103 /// MachineTraceMetrics instead. However, MachineTraceMetrics is not currently
1104 /// available for use in the scheduler.
1105 ///
1106 /// The cyclic path estimation identifies a def-use pair that crosses the back
1107 /// edge and considers the depth and height of the nodes. For example, consider
1108 /// the following instruction sequence where each instruction has unit latency
1109 /// and defines an epomymous virtual register:
1110 ///
1111 /// a->b(a,c)->c(b)->d(c)->exit
1112 ///
1113 /// The cyclic critical path is a two cycles: b->c->b
1114 /// The acyclic critical path is four cycles: a->b->c->d->exit
1115 /// LiveOutHeight = height(c) = len(c->d->exit) = 2
1116 /// LiveOutDepth = depth(c) + 1 = len(a->b->c) + 1 = 3
1117 /// LiveInHeight = height(b) + 1 = len(b->c->d->exit) + 1 = 4
1118 /// LiveInDepth = depth(b) = len(a->b) = 1
1119 ///
1120 /// LiveOutDepth - LiveInDepth = 3 - 1 = 2
1121 /// LiveInHeight - LiveOutHeight = 4 - 2 = 2
1122 /// CyclicCriticalPath = min(2, 2) = 2
1123 ///
1124 /// This could be relevant to PostRA scheduling, but is currently implemented
1125 /// assuming LiveIntervals.
1126 unsigned ScheduleDAGMILive::computeCyclicCriticalPath() {
1127   // This only applies to single block loop.
1128   if (!BB->isSuccessor(BB))
1129     return 0;
1130
1131   unsigned MaxCyclicLatency = 0;
1132   // Visit each live out vreg def to find def/use pairs that cross iterations.
1133   ArrayRef<unsigned> LiveOuts = RPTracker.getPressure().LiveOutRegs;
1134   for (ArrayRef<unsigned>::iterator RI = LiveOuts.begin(), RE = LiveOuts.end();
1135        RI != RE; ++RI) {
1136     unsigned Reg = *RI;
1137     if (!TRI->isVirtualRegister(Reg))
1138         continue;
1139     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
1140     const VNInfo *DefVNI = LI.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(BB));
1141     if (!DefVNI)
1142       continue;
1143
1144     MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(DefVNI->def);
1145     const SUnit *DefSU = getSUnit(DefMI);
1146     if (!DefSU)
1147       continue;
1148
1149     unsigned LiveOutHeight = DefSU->getHeight();
1150     unsigned LiveOutDepth = DefSU->getDepth() + DefSU->Latency;
1151     // Visit all local users of the vreg def.
1152     for (VReg2UseMap::iterator
1153            UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
1154       if (UI->SU == &ExitSU)
1155         continue;
1156
1157       // Only consider uses of the phi.
1158       LiveQueryResult LRQ =
1159         LI.Query(LIS->getInstructionIndex(UI->SU->getInstr()));
1160       if (!LRQ.valueIn()->isPHIDef())
1161         continue;
1162
1163       // Assume that a path spanning two iterations is a cycle, which could
1164       // overestimate in strange cases. This allows cyclic latency to be
1165       // estimated as the minimum slack of the vreg's depth or height.
1166       unsigned CyclicLatency = 0;
1167       if (LiveOutDepth > UI->SU->getDepth())
1168         CyclicLatency = LiveOutDepth - UI->SU->getDepth();
1169
1170       unsigned LiveInHeight = UI->SU->getHeight() + DefSU->Latency;
1171       if (LiveInHeight > LiveOutHeight) {
1172         if (LiveInHeight - LiveOutHeight < CyclicLatency)
1173           CyclicLatency = LiveInHeight - LiveOutHeight;
1174       }
1175       else
1176         CyclicLatency = 0;
1177
1178       DEBUG(dbgs() << "Cyclic Path: SU(" << DefSU->NodeNum << ") -> SU("
1179             << UI->SU->NodeNum << ") = " << CyclicLatency << "c\n");
1180       if (CyclicLatency > MaxCyclicLatency)
1181         MaxCyclicLatency = CyclicLatency;
1182     }
1183   }
1184   DEBUG(dbgs() << "Cyclic Critical Path: " << MaxCyclicLatency << "c\n");
1185   return MaxCyclicLatency;
1186 }
1187
1188 /// Move an instruction and update register pressure.
1189 void ScheduleDAGMILive::scheduleMI(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
1190   // Move the instruction to its new location in the instruction stream.
1191   MachineInstr *MI = SU->getInstr();
1192
1193   if (IsTopNode) {
1194     assert(SU->isTopReady() && "node still has unscheduled dependencies");
1195     if (&*CurrentTop == MI)
1196       CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, CurrentBottom);
1197     else {
1198       moveInstruction(MI, CurrentTop);
1199       TopRPTracker.setPos(MI);
1200     }
1201
1202     if (ShouldTrackPressure) {
1203       // Update top scheduled pressure.
1204       TopRPTracker.advance();
1205       assert(TopRPTracker.getPos() == CurrentTop && "out of sync");
1206       updateScheduledPressure(SU, TopRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
1207     }
1208   }
1209   else {
1210     assert(SU->isBottomReady() && "node still has unscheduled dependencies");
1211     MachineBasicBlock::iterator priorII =
1212       priorNonDebug(CurrentBottom, CurrentTop);
1213     if (&*priorII == MI)
1214       CurrentBottom = priorII;
1215     else {
1216       if (&*CurrentTop == MI) {
1217         CurrentTop = nextIfDebug(++CurrentTop, priorII);
1218         TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
1219       }
1220       moveInstruction(MI, CurrentBottom);
1221       CurrentBottom = MI;
1222     }
1223     if (ShouldTrackPressure) {
1224       // Update bottom scheduled pressure.
1225       SmallVector<unsigned, 8> LiveUses;
1226       BotRPTracker.recede(&LiveUses);
1227       assert(BotRPTracker.getPos() == CurrentBottom && "out of sync");
1228       updateScheduledPressure(SU, BotRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
1229       updatePressureDiffs(LiveUses);
1230     }
1231   }
1232 }
1233
1234 //===----------------------------------------------------------------------===//
1235 // LoadClusterMutation - DAG post-processing to cluster loads.
1236 //===----------------------------------------------------------------------===//
1237
1238 namespace {
1239 /// \brief Post-process the DAG to create cluster edges between neighboring
1240 /// loads.
1241 class LoadClusterMutation : public ScheduleDAGMutation {
1242   struct LoadInfo {
1243     SUnit *SU;
1244     unsigned BaseReg;
1245     unsigned Offset;
1246     LoadInfo(SUnit *su, unsigned reg, unsigned ofs)
1247       : SU(su), BaseReg(reg), Offset(ofs) {}
1248
1249     bool operator<(const LoadInfo &RHS) const {
1250       return std::tie(BaseReg, Offset) < std::tie(RHS.BaseReg, RHS.Offset);
1251     }
1252   };
1253
1254   const TargetInstrInfo *TII;
1255   const TargetRegisterInfo *TRI;
1256 public:
1257   LoadClusterMutation(const TargetInstrInfo *tii,
1258                       const TargetRegisterInfo *tri)
1259     : TII(tii), TRI(tri) {}
1260
1261   void apply(ScheduleDAGMI *DAG) override;
1262 protected:
1263   void clusterNeighboringLoads(ArrayRef<SUnit*> Loads, ScheduleDAGMI *DAG);
1264 };
1265 } // namespace
1266
1267 void LoadClusterMutation::clusterNeighboringLoads(ArrayRef<SUnit*> Loads,
1268                                                   ScheduleDAGMI *DAG) {
1269   SmallVector<LoadClusterMutation::LoadInfo,32> LoadRecords;
1270   for (unsigned Idx = 0, End = Loads.size(); Idx != End; ++Idx) {
1271     SUnit *SU = Loads[Idx];
1272     unsigned BaseReg;
1273     unsigned Offset;
1274     if (TII->getMemOpBaseRegImmOfs(SU->getInstr(), BaseReg, Offset, TRI))
1275       LoadRecords.push_back(LoadInfo(SU, BaseReg, Offset));
1276   }
1277   if (LoadRecords.size() < 2)
1278     return;
1279   std::sort(LoadRecords.begin(), LoadRecords.end());
1280   unsigned ClusterLength = 1;
1281   for (unsigned Idx = 0, End = LoadRecords.size(); Idx < (End - 1); ++Idx) {
1282     if (LoadRecords[Idx].BaseReg != LoadRecords[Idx+1].BaseReg) {
1283       ClusterLength = 1;
1284       continue;
1285     }
1286
1287     SUnit *SUa = LoadRecords[Idx].SU;
1288     SUnit *SUb = LoadRecords[Idx+1].SU;
1289     if (TII->shouldClusterLoads(SUa->getInstr(), SUb->getInstr(), ClusterLength)
1290         && DAG->addEdge(SUb, SDep(SUa, SDep::Cluster))) {
1291
1292       DEBUG(dbgs() << "Cluster loads SU(" << SUa->NodeNum << ") - SU("
1293             << SUb->NodeNum << ")\n");
1294       // Copy successor edges from SUa to SUb. Interleaving computation
1295       // dependent on SUa can prevent load combining due to register reuse.
1296       // Predecessor edges do not need to be copied from SUb to SUa since nearby
1297       // loads should have effectively the same inputs.
1298       for (SUnit::const_succ_iterator
1299              SI = SUa->Succs.begin(), SE = SUa->Succs.end(); SI != SE; ++SI) {
1300         if (SI->getSUnit() == SUb)
1301           continue;
1302         DEBUG(dbgs() << "  Copy Succ SU(" << SI->getSUnit()->NodeNum << ")\n");
1303         DAG->addEdge(SI->getSUnit(), SDep(SUb, SDep::Artificial));
1304       }
1305       ++ClusterLength;
1306     }
1307     else
1308       ClusterLength = 1;
1309   }
1310 }
1311
1312 /// \brief Callback from DAG postProcessing to create cluster edges for loads.
1313 void LoadClusterMutation::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
1314   // Map DAG NodeNum to store chain ID.
1315   DenseMap<unsigned, unsigned> StoreChainIDs;
1316   // Map each store chain to a set of dependent loads.
1317   SmallVector<SmallVector<SUnit*,4>, 32> StoreChainDependents;
1318   for (unsigned Idx = 0, End = DAG->SUnits.size(); Idx != End; ++Idx) {
1319     SUnit *SU = &DAG->SUnits[Idx];
1320     if (!SU->getInstr()->mayLoad())
1321       continue;
1322     unsigned ChainPredID = DAG->SUnits.size();
1323     for (SUnit::const_pred_iterator
1324            PI = SU->Preds.begin(), PE = SU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
1325       if (PI->isCtrl()) {
1326         ChainPredID = PI->getSUnit()->NodeNum;
1327         break;
1328       }
1329     }
1330     // Check if this chain-like pred has been seen
1331     // before. ChainPredID==MaxNodeID for loads at the top of the schedule.
1332     unsigned NumChains = StoreChainDependents.size();
1333     std::pair<DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator, bool> Result =
1334       StoreChainIDs.insert(std::make_pair(ChainPredID, NumChains));
1335     if (Result.second)
1336       StoreChainDependents.resize(NumChains + 1);
1337     StoreChainDependents[Result.first->second].push_back(SU);
1338   }
1339   // Iterate over the store chains.
1340   for (unsigned Idx = 0, End = StoreChainDependents.size(); Idx != End; ++Idx)
1341     clusterNeighboringLoads(StoreChainDependents[Idx], DAG);
1342 }
1343
1344 //===----------------------------------------------------------------------===//
1345 // MacroFusion - DAG post-processing to encourage fusion of macro ops.
1346 //===----------------------------------------------------------------------===//
1347
1348 namespace {
1349 /// \brief Post-process the DAG to create cluster edges between instructions
1350 /// that may be fused by the processor into a single operation.
1351 class MacroFusion : public ScheduleDAGMutation {
1352   const TargetInstrInfo *TII;
1353 public:
1354   MacroFusion(const TargetInstrInfo *tii): TII(tii) {}
1355
1356   void apply(ScheduleDAGMI *DAG) override;
1357 };
1358 } // namespace
1359
1360 /// \brief Callback from DAG postProcessing to create cluster edges to encourage
1361 /// fused operations.
1362 void MacroFusion::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
1363   // For now, assume targets can only fuse with the branch.
1364   MachineInstr *Branch = DAG->ExitSU.getInstr();
1365   if (!Branch)
1366     return;
1367
1368   for (unsigned Idx = DAG->SUnits.size(); Idx > 0;) {
1369     SUnit *SU = &DAG->SUnits[--Idx];
1370     if (!TII->shouldScheduleAdjacent(SU->getInstr(), Branch))
1371       continue;
1372
1373     // Create a single weak edge from SU to ExitSU. The only effect is to cause
1374     // bottom-up scheduling to heavily prioritize the clustered SU.  There is no
1375     // need to copy predecessor edges from ExitSU to SU, since top-down
1376     // scheduling cannot prioritize ExitSU anyway. To defer top-down scheduling
1377     // of SU, we could create an artificial edge from the deepest root, but it
1378     // hasn't been needed yet.
1379     bool Success = DAG->addEdge(&DAG->ExitSU, SDep(SU, SDep::Cluster));
1380     (void)Success;
1381     assert(Success && "No DAG nodes should be reachable from ExitSU");
1382
1383     DEBUG(dbgs() << "Macro Fuse SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
1384     break;
1385   }
1386 }
1387
1388 //===----------------------------------------------------------------------===//
1389 // CopyConstrain - DAG post-processing to encourage copy elimination.
1390 //===----------------------------------------------------------------------===//
1391
1392 namespace {
1393 /// \brief Post-process the DAG to create weak edges from all uses of a copy to
1394 /// the one use that defines the copy's source vreg, most likely an induction
1395 /// variable increment.
1396 class CopyConstrain : public ScheduleDAGMutation {
1397   // Transient state.
1398   SlotIndex RegionBeginIdx;
1399   // RegionEndIdx is the slot index of the last non-debug instruction in the
1400   // scheduling region. So we may have RegionBeginIdx == RegionEndIdx.
1401   SlotIndex RegionEndIdx;
1402 public:
1403   CopyConstrain(const TargetInstrInfo *, const TargetRegisterInfo *) {}
1404
1405   void apply(ScheduleDAGMI *DAG) override;
1406
1407 protected:
1408   void constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMILive *DAG);
1409 };
1410 } // namespace
1411
1412 /// constrainLocalCopy handles two possibilities:
1413 /// 1) Local src:
1414 /// I0:     = dst
1415 /// I1: src = ...
1416 /// I2:     = dst
1417 /// I3: dst = src (copy)
1418 /// (create pred->succ edges I0->I1, I2->I1)
1419 ///
1420 /// 2) Local copy:
1421 /// I0: dst = src (copy)
1422 /// I1:     = dst
1423 /// I2: src = ...
1424 /// I3:     = dst
1425 /// (create pred->succ edges I1->I2, I3->I2)
1426 ///
1427 /// Although the MachineScheduler is currently constrained to single blocks,
1428 /// this algorithm should handle extended blocks. An EBB is a set of
1429 /// contiguously numbered blocks such that the previous block in the EBB is
1430 /// always the single predecessor.
1431 void CopyConstrain::constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMILive *DAG) {
1432   LiveIntervals *LIS = DAG->getLIS();
1433   MachineInstr *Copy = CopySU->getInstr();
1434
1435   // Check for pure vreg copies.
1436   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
1437   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
1438     return;
1439
1440   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
1441   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
1442     return;
1443
1444   // Check if either the dest or source is local. If it's live across a back
1445   // edge, it's not local. Note that if both vregs are live across the back
1446   // edge, we cannot successfully contrain the copy without cyclic scheduling.
1447   // If both the copy's source and dest are local live intervals, then we
1448   // should treat the dest as the global for the purpose of adding
1449   // constraints. This adds edges from source's other uses to the copy.
1450   unsigned LocalReg = SrcReg;
1451   unsigned GlobalReg = DstReg;
1452   LiveInterval *LocalLI = &LIS->getInterval(LocalReg);
1453   if (!LocalLI->isLocal(RegionBeginIdx, RegionEndIdx)) {
1454     LocalReg = DstReg;
1455     GlobalReg = SrcReg;
1456     LocalLI = &LIS->getInterval(LocalReg);
1457     if (!LocalLI->isLocal(RegionBeginIdx, RegionEndIdx))
1458       return;
1459   }
1460   LiveInterval *GlobalLI = &LIS->getInterval(GlobalReg);
1461
1462   // Find the global segment after the start of the local LI.
1463   LiveInterval::iterator GlobalSegment = GlobalLI->find(LocalLI->beginIndex());
1464   // If GlobalLI does not overlap LocalLI->start, then a copy directly feeds a
1465   // local live range. We could create edges from other global uses to the local
1466   // start, but the coalescer should have already eliminated these cases, so
1467   // don't bother dealing with it.
1468   if (GlobalSegment == GlobalLI->end())
1469     return;
1470
1471   // If GlobalSegment is killed at the LocalLI->start, the call to find()
1472   // returned the next global segment. But if GlobalSegment overlaps with
1473   // LocalLI->start, then advance to the next segement. If a hole in GlobalLI
1474   // exists in LocalLI's vicinity, GlobalSegment will be the end of the hole.
1475   if (GlobalSegment->contains(LocalLI->beginIndex()))
1476     ++GlobalSegment;
1477
1478   if (GlobalSegment == GlobalLI->end())
1479     return;
1480
1481   // Check if GlobalLI contains a hole in the vicinity of LocalLI.
1482   if (GlobalSegment != GlobalLI->begin()) {
1483     // Two address defs have no hole.
1484     if (SlotIndex::isSameInstr(std::prev(GlobalSegment)->end,
1485                                GlobalSegment->start)) {
1486       return;
1487     }
1488     // If the prior global segment may be defined by the same two-address
1489     // instruction that also defines LocalLI, then can't make a hole here.
1490     if (SlotIndex::isSameInstr(std::prev(GlobalSegment)->start,
1491                                LocalLI->beginIndex())) {
1492       return;
1493     }
1494     // If GlobalLI has a prior segment, it must be live into the EBB. Otherwise
1495     // it would be a disconnected component in the live range.
1496     assert(std::prev(GlobalSegment)->start < LocalLI->beginIndex() &&
1497            "Disconnected LRG within the scheduling region.");
1498   }
1499   MachineInstr *GlobalDef = LIS->getInstructionFromIndex(GlobalSegment->start);
1500   if (!GlobalDef)
1501     return;
1502
1503   SUnit *GlobalSU = DAG->getSUnit(GlobalDef);
1504   if (!GlobalSU)
1505     return;
1506
1507   // GlobalDef is the bottom of the GlobalLI hole. Open the hole by
1508   // constraining the uses of the last local def to precede GlobalDef.
1509   SmallVector<SUnit*,8> LocalUses;
1510   const VNInfo *LastLocalVN = LocalLI->getVNInfoBefore(LocalLI->endIndex());
1511   MachineInstr *LastLocalDef = LIS->getInstructionFromIndex(LastLocalVN->def);
1512   SUnit *LastLocalSU = DAG->getSUnit(LastLocalDef);
1513   for (SUnit::const_succ_iterator
1514          I = LastLocalSU->Succs.begin(), E = LastLocalSU->Succs.end();
1515        I != E; ++I) {
1516     if (I->getKind() != SDep::Data || I->getReg() != LocalReg)
1517       continue;
1518     if (I->getSUnit() == GlobalSU)
1519       continue;
1520     if (!DAG->canAddEdge(GlobalSU, I->getSUnit()))
1521       return;
1522     LocalUses.push_back(I->getSUnit());
1523   }
1524   // Open the top of the GlobalLI hole by constraining any earlier global uses
1525   // to precede the start of LocalLI.
1526   SmallVector<SUnit*,8> GlobalUses;
1527   MachineInstr *FirstLocalDef =
1528     LIS->getInstructionFromIndex(LocalLI->beginIndex());
1529   SUnit *FirstLocalSU = DAG->getSUnit(FirstLocalDef);
1530   for (SUnit::const_pred_iterator
1531          I = GlobalSU->Preds.begin(), E = GlobalSU->Preds.end(); I != E; ++I) {
1532     if (I->getKind() != SDep::Anti || I->getReg() != GlobalReg)
1533       continue;
1534     if (I->getSUnit() == FirstLocalSU)
1535       continue;
1536     if (!DAG->canAddEdge(FirstLocalSU, I->getSUnit()))
1537       return;
1538     GlobalUses.push_back(I->getSUnit());
1539   }
1540   DEBUG(dbgs() << "Constraining copy SU(" << CopySU->NodeNum << ")\n");
1541   // Add the weak edges.
1542   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
1543          I = LocalUses.begin(), E = LocalUses.end(); I != E; ++I) {
1544     DEBUG(dbgs() << "  Local use SU(" << (*I)->NodeNum << ") -> SU("
1545           << GlobalSU->NodeNum << ")\n");
1546     DAG->addEdge(GlobalSU, SDep(*I, SDep::Weak));
1547   }
1548   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
1549          I = GlobalUses.begin(), E = GlobalUses.end(); I != E; ++I) {
1550     DEBUG(dbgs() << "  Global use SU(" << (*I)->NodeNum << ") -> SU("
1551           << FirstLocalSU->NodeNum << ")\n");
1552     DAG->addEdge(FirstLocalSU, SDep(*I, SDep::Weak));
1553   }
1554 }
1555
1556 /// \brief Callback from DAG postProcessing to create weak edges to encourage
1557 /// copy elimination.
1558 void CopyConstrain::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
1559   assert(DAG->hasVRegLiveness() && "Expect VRegs with LiveIntervals");
1560
1561   MachineBasicBlock::iterator FirstPos = nextIfDebug(DAG->begin(), DAG->end());
1562   if (FirstPos == DAG->end())
1563     return;
1564   RegionBeginIdx = DAG->getLIS()->getInstructionIndex(&*FirstPos);
1565   RegionEndIdx = DAG->getLIS()->getInstructionIndex(
1566     &*priorNonDebug(DAG->end(), DAG->begin()));
1567
1568   for (unsigned Idx = 0, End = DAG->SUnits.size(); Idx != End; ++Idx) {
1569     SUnit *SU = &DAG->SUnits[Idx];
1570     if (!SU->getInstr()->isCopy())
1571       continue;
1572
1573     constrainLocalCopy(SU, static_cast<ScheduleDAGMILive*>(DAG));
1574   }
1575 }
1576
1577 //===----------------------------------------------------------------------===//
1578 // MachineSchedStrategy helpers used by GenericScheduler, GenericPostScheduler
1579 // and possibly other custom schedulers.
1580 //===----------------------------------------------------------------------===//
1581
1582 static const unsigned InvalidCycle = ~0U;
1583
1584 SchedBoundary::~SchedBoundary() { delete HazardRec; }
1585
1586 void SchedBoundary::reset() {
1587   // A new HazardRec is created for each DAG and owned by SchedBoundary.
1588   // Destroying and reconstructing it is very expensive though. So keep
1589   // invalid, placeholder HazardRecs.
1590   if (HazardRec && HazardRec->isEnabled()) {
1591     delete HazardRec;
1592     HazardRec = nullptr;
1593   }
1594   Available.clear();
1595   Pending.clear();
1596   CheckPending = false;
1597   NextSUs.clear();
1598   CurrCycle = 0;
1599   CurrMOps = 0;
1600   MinReadyCycle = UINT_MAX;
1601   ExpectedLatency = 0;
1602   DependentLatency = 0;
1603   RetiredMOps = 0;
1604   MaxExecutedResCount = 0;
1605   ZoneCritResIdx = 0;
1606   IsResourceLimited = false;
1607   ReservedCycles.clear();
1608 #ifndef NDEBUG
1609   // Track the maximum number of stall cycles that could arise either from the
1610   // latency of a DAG edge or the number of cycles that a processor resource is
1611   // reserved (SchedBoundary::ReservedCycles).
1612   MaxObservedStall = 0;
1613 #endif
1614   // Reserve a zero-count for invalid CritResIdx.
1615   ExecutedResCounts.resize(1);
1616   assert(!ExecutedResCounts[0] && "nonzero count for bad resource");
1617 }
1618
1619 void SchedRemainder::
1620 init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel) {
1621   reset();
1622   if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
1623     return;
1624   RemainingCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
1625   for (std::vector<SUnit>::iterator
1626          I = DAG->SUnits.begin(), E = DAG->SUnits.end(); I != E; ++I) {
1627     const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(&*I);
1628     RemIssueCount += SchedModel->getNumMicroOps(I->getInstr(), SC)
1629       * SchedModel->getMicroOpFactor();
1630     for (TargetSchedModel::ProcResIter
1631            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1632            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1633       unsigned PIdx = PI->ProcResourceIdx;
1634       unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
1635       RemainingCounts[PIdx] += (Factor * PI->Cycles);
1636     }
1637   }
1638 }
1639
1640 void SchedBoundary::
1641 init(ScheduleDAGMI *dag, const TargetSchedModel *smodel, SchedRemainder *rem) {
1642   reset();
1643   DAG = dag;
1644   SchedModel = smodel;
1645   Rem = rem;
1646   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
1647     ExecutedResCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
1648     ReservedCycles.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds(), InvalidCycle);
1649   }
1650 }
1651
1652 /// Compute the stall cycles based on this SUnit's ready time. Heuristics treat
1653 /// these "soft stalls" differently than the hard stall cycles based on CPU
1654 /// resources and computed by checkHazard(). A fully in-order model
1655 /// (MicroOpBufferSize==0) will not make use of this since instructions are not
1656 /// available for scheduling until they are ready. However, a weaker in-order
1657 /// model may use this for heuristics. For example, if a processor has in-order
1658 /// behavior when reading certain resources, this may come into play.
1659 unsigned SchedBoundary::getLatencyStallCycles(SUnit *SU) {
1660   if (!SU->isUnbuffered)
1661     return 0;
1662
1663   unsigned ReadyCycle = (isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle);
1664   if (ReadyCycle > CurrCycle)
1665     return ReadyCycle - CurrCycle;
1666   return 0;
1667 }
1668
1669 /// Compute the next cycle at which the given processor resource can be
1670 /// scheduled.
1671 unsigned SchedBoundary::
1672 getNextResourceCycle(unsigned PIdx, unsigned Cycles) {
1673   unsigned NextUnreserved = ReservedCycles[PIdx];
1674   // If this resource has never been used, always return cycle zero.
1675   if (NextUnreserved == InvalidCycle)
1676     return 0;
1677   // For bottom-up scheduling add the cycles needed for the current operation.
1678   if (!isTop())
1679     NextUnreserved += Cycles;
1680   return NextUnreserved;
1681 }
1682
1683 /// Does this SU have a hazard within the current instruction group.
1684 ///
1685 /// The scheduler supports two modes of hazard recognition. The first is the
1686 /// ScheduleHazardRecognizer API. It is a fully general hazard recognizer that
1687 /// supports highly complicated in-order reservation tables
1688 /// (ScoreboardHazardRecognizer) and arbitraty target-specific logic.
1689 ///
1690 /// The second is a streamlined mechanism that checks for hazards based on
1691 /// simple counters that the scheduler itself maintains. It explicitly checks
1692 /// for instruction dispatch limitations, including the number of micro-ops that
1693 /// can dispatch per cycle.
1694 ///
1695 /// TODO: Also check whether the SU must start a new group.
1696 bool SchedBoundary::checkHazard(SUnit *SU) {
1697   if (HazardRec->isEnabled()
1698       && HazardRec->getHazardType(SU) != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard) {
1699     return true;
1700   }
1701   unsigned uops = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
1702   if ((CurrMOps > 0) && (CurrMOps + uops > SchedModel->getIssueWidth())) {
1703     DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") uops="
1704           << SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr()) << '\n');
1705     return true;
1706   }
1707   if (SchedModel->hasInstrSchedModel() && SU->hasReservedResource) {
1708     const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
1709     for (TargetSchedModel::ProcResIter
1710            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1711            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1712       unsigned NRCycle = getNextResourceCycle(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles);
1713       if (NRCycle > CurrCycle) {
1714 #ifndef NDEBUG
1715         MaxObservedStall = std::max(PI->Cycles, MaxObservedStall);
1716 #endif
1717         DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") "
1718               << SchedModel->getResourceName(PI->ProcResourceIdx)
1719               << "=" << NRCycle << "c\n");
1720         return true;
1721       }
1722     }
1723   }
1724   return false;
1725 }
1726
1727 // Find the unscheduled node in ReadySUs with the highest latency.
1728 unsigned SchedBoundary::
1729 findMaxLatency(ArrayRef<SUnit*> ReadySUs) {
1730   SUnit *LateSU = nullptr;
1731   unsigned RemLatency = 0;
1732   for (ArrayRef<SUnit*>::iterator I = ReadySUs.begin(), E = ReadySUs.end();
1733        I != E; ++I) {
1734     unsigned L = getUnscheduledLatency(*I);
1735     if (L > RemLatency) {
1736       RemLatency = L;
1737       LateSU = *I;
1738     }
1739   }
1740   if (LateSU) {
1741     DEBUG(dbgs() << Available.getName() << " RemLatency SU("
1742           << LateSU->NodeNum << ") " << RemLatency << "c\n");
1743   }
1744   return RemLatency;
1745 }
1746
1747 // Count resources in this zone and the remaining unscheduled
1748 // instruction. Return the max count, scaled. Set OtherCritIdx to the critical
1749 // resource index, or zero if the zone is issue limited.
1750 unsigned SchedBoundary::
1751 getOtherResourceCount(unsigned &OtherCritIdx) {
1752   OtherCritIdx = 0;
1753   if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
1754     return 0;
1755
1756   unsigned OtherCritCount = Rem->RemIssueCount
1757     + (RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor());
1758   DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain MOps: "
1759         << OtherCritCount / SchedModel->getMicroOpFactor() << '\n');
1760   for (unsigned PIdx = 1, PEnd = SchedModel->getNumProcResourceKinds();
1761        PIdx != PEnd; ++PIdx) {
1762     unsigned OtherCount = getResourceCount(PIdx) + Rem->RemainingCounts[PIdx];
1763     if (OtherCount > OtherCritCount) {
1764       OtherCritCount = OtherCount;
1765       OtherCritIdx = PIdx;
1766     }
1767   }
1768   if (OtherCritIdx) {
1769     DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain CritRes: "
1770           << OtherCritCount / SchedModel->getResourceFactor(OtherCritIdx)
1771           << " " << SchedModel->getResourceName(OtherCritIdx) << "\n");
1772   }
1773   return OtherCritCount;
1774 }
1775
1776 void SchedBoundary::releaseNode(SUnit *SU, unsigned ReadyCycle) {
1777   assert(SU->getInstr() && "Scheduled SUnit must have instr");
1778
1779 #ifndef NDEBUG
1780   // ReadyCycle was been bumped up to the CurrCycle when this node was
1781   // scheduled, but CurrCycle may have been eagerly advanced immediately after
1782   // scheduling, so may now be greater than ReadyCycle.
1783   if (ReadyCycle > CurrCycle)
1784     MaxObservedStall = std::max(ReadyCycle - CurrCycle, MaxObservedStall);
1785 #endif
1786
1787   if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
1788     MinReadyCycle = ReadyCycle;
1789
1790   // Check for interlocks first. For the purpose of other heuristics, an
1791   // instruction that cannot issue appears as if it's not in the ReadyQueue.
1792   bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
1793   if ((!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle) || checkHazard(SU))
1794     Pending.push(SU);
1795   else
1796     Available.push(SU);
1797
1798   // Record this node as an immediate dependent of the scheduled node.
1799   NextSUs.insert(SU);
1800 }
1801
1802 void SchedBoundary::releaseTopNode(SUnit *SU) {
1803   if (SU->isScheduled)
1804     return;
1805
1806   releaseNode(SU, SU->TopReadyCycle);
1807 }
1808
1809 void SchedBoundary::releaseBottomNode(SUnit *SU) {
1810   if (SU->isScheduled)
1811     return;
1812
1813   releaseNode(SU, SU->BotReadyCycle);
1814 }
1815
1816 /// Move the boundary of scheduled code by one cycle.
1817 void SchedBoundary::bumpCycle(unsigned NextCycle) {
1818   if (SchedModel->getMicroOpBufferSize() == 0) {
1819     assert(MinReadyCycle < UINT_MAX && "MinReadyCycle uninitialized");
1820     if (MinReadyCycle > NextCycle)
1821       NextCycle = MinReadyCycle;
1822   }
1823   // Update the current micro-ops, which will issue in the next cycle.
1824   unsigned DecMOps = SchedModel->getIssueWidth() * (NextCycle - CurrCycle);
1825   CurrMOps = (CurrMOps <= DecMOps) ? 0 : CurrMOps - DecMOps;
1826
1827   // Decrement DependentLatency based on the next cycle.
1828   if ((NextCycle - CurrCycle) > DependentLatency)
1829     DependentLatency = 0;
1830   else
1831     DependentLatency -= (NextCycle - CurrCycle);
1832
1833   if (!HazardRec->isEnabled()) {
1834     // Bypass HazardRec virtual calls.
1835     CurrCycle = NextCycle;
1836   }
1837   else {
1838     // Bypass getHazardType calls in case of long latency.
1839     for (; CurrCycle != NextCycle; ++CurrCycle) {
1840       if (isTop())
1841         HazardRec->AdvanceCycle();
1842       else
1843         HazardRec->RecedeCycle();
1844     }
1845   }
1846   CheckPending = true;
1847   unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
1848   IsResourceLimited =
1849     (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
1850     > (int)LFactor;
1851
1852   DEBUG(dbgs() << "Cycle: " << CurrCycle << ' ' << Available.getName() << '\n');
1853 }
1854
1855 void SchedBoundary::incExecutedResources(unsigned PIdx, unsigned Count) {
1856   ExecutedResCounts[PIdx] += Count;
1857   if (ExecutedResCounts[PIdx] > MaxExecutedResCount)
1858     MaxExecutedResCount = ExecutedResCounts[PIdx];
1859 }
1860
1861 /// Add the given processor resource to this scheduled zone.
1862 ///
1863 /// \param Cycles indicates the number of consecutive (non-pipelined) cycles
1864 /// during which this resource is consumed.
1865 ///
1866 /// \return the next cycle at which the instruction may execute without
1867 /// oversubscribing resources.
1868 unsigned SchedBoundary::
1869 countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles, unsigned NextCycle) {
1870   unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
1871   unsigned Count = Factor * Cycles;
1872   DEBUG(dbgs() << "  " << SchedModel->getResourceName(PIdx)
1873         << " +" << Cycles << "x" << Factor << "u\n");
1874
1875   // Update Executed resources counts.
1876   incExecutedResources(PIdx, Count);
1877   assert(Rem->RemainingCounts[PIdx] >= Count && "resource double counted");
1878   Rem->RemainingCounts[PIdx] -= Count;
1879
1880   // Check if this resource exceeds the current critical resource. If so, it
1881   // becomes the critical resource.
1882   if (ZoneCritResIdx != PIdx && (getResourceCount(PIdx) > getCriticalCount())) {
1883     ZoneCritResIdx = PIdx;
1884     DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource "
1885           << SchedModel->getResourceName(PIdx) << ": "
1886           << getResourceCount(PIdx) / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
1887   }
1888   // For reserved resources, record the highest cycle using the resource.
1889   unsigned NextAvailable = getNextResourceCycle(PIdx, Cycles);
1890   if (NextAvailable > CurrCycle) {
1891     DEBUG(dbgs() << "  Resource conflict: "
1892           << SchedModel->getProcResource(PIdx)->Name << " reserved until @"
1893           << NextAvailable << "\n");
1894   }
1895   return NextAvailable;
1896 }
1897
1898 /// Move the boundary of scheduled code by one SUnit.
1899 void SchedBoundary::bumpNode(SUnit *SU) {
1900   // Update the reservation table.
1901   if (HazardRec->isEnabled()) {
1902     if (!isTop() && SU->isCall) {
1903       // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
1904       // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
1905       HazardRec->Reset();
1906     }
1907     HazardRec->EmitInstruction(SU);
1908   }
1909   // checkHazard should prevent scheduling multiple instructions per cycle that
1910   // exceed the issue width.
1911   const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
1912   unsigned IncMOps = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
1913   assert(
1914       (CurrMOps == 0 || (CurrMOps + IncMOps) <= SchedModel->getIssueWidth()) &&
1915       "Cannot schedule this instruction's MicroOps in the current cycle.");
1916
1917   unsigned ReadyCycle = (isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle);
1918   DEBUG(dbgs() << "  Ready @" << ReadyCycle << "c\n");
1919
1920   unsigned NextCycle = CurrCycle;
1921   switch (SchedModel->getMicroOpBufferSize()) {
1922   case 0:
1923     assert(ReadyCycle <= CurrCycle && "Broken PendingQueue");
1924     break;
1925   case 1:
1926     if (ReadyCycle > NextCycle) {
1927       NextCycle = ReadyCycle;
1928       DEBUG(dbgs() << "  *** Stall until: " << ReadyCycle << "\n");
1929     }
1930     break;
1931   default:
1932     // We don't currently model the OOO reorder buffer, so consider all
1933     // scheduled MOps to be "retired". We do loosely model in-order resource
1934     // latency. If this instruction uses an in-order resource, account for any
1935     // likely stall cycles.
1936     if (SU->isUnbuffered && ReadyCycle > NextCycle)
1937       NextCycle = ReadyCycle;
1938     break;
1939   }
1940   RetiredMOps += IncMOps;
1941
1942   // Update resource counts and critical resource.
1943   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
1944     unsigned DecRemIssue = IncMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
1945     assert(Rem->RemIssueCount >= DecRemIssue && "MOps double counted");
1946     Rem->RemIssueCount -= DecRemIssue;
1947     if (ZoneCritResIdx) {
1948       // Scale scheduled micro-ops for comparing with the critical resource.
1949       unsigned ScaledMOps =
1950         RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
1951
1952       // If scaled micro-ops are now more than the previous critical resource by
1953       // a full cycle, then micro-ops issue becomes critical.
1954       if ((int)(ScaledMOps - getResourceCount(ZoneCritResIdx))
1955           >= (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
1956         ZoneCritResIdx = 0;
1957         DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource NumMicroOps: "
1958               << ScaledMOps / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
1959       }
1960     }
1961     for (TargetSchedModel::ProcResIter
1962            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1963            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1964       unsigned RCycle =
1965         countResource(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles, NextCycle);
1966       if (RCycle > NextCycle)
1967         NextCycle = RCycle;
1968     }
1969     if (SU->hasReservedResource) {
1970       // For reserved resources, record the highest cycle using the resource.
1971       // For top-down scheduling, this is the cycle in which we schedule this
1972       // instruction plus the number of cycles the operations reserves the
1973       // resource. For bottom-up is it simply the instruction's cycle.
1974       for (TargetSchedModel::ProcResIter
1975              PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
1976              PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
1977         unsigned PIdx = PI->ProcResourceIdx;
1978         if (SchedModel->getProcResource(PIdx)->BufferSize == 0) {
1979           if (isTop()) {
1980             ReservedCycles[PIdx] =
1981               std::max(getNextResourceCycle(PIdx, 0), NextCycle + PI->Cycles);
1982           }
1983           else
1984             ReservedCycles[PIdx] = NextCycle;
1985         }
1986       }
1987     }
1988   }
1989   // Update ExpectedLatency and DependentLatency.
1990   unsigned &TopLatency = isTop() ? ExpectedLatency : DependentLatency;
1991   unsigned &BotLatency = isTop() ? DependentLatency : ExpectedLatency;
1992   if (SU->getDepth() > TopLatency) {
1993     TopLatency = SU->getDepth();
1994     DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
1995           << " TopLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << TopLatency << "c\n");
1996   }
1997   if (SU->getHeight() > BotLatency) {
1998     BotLatency = SU->getHeight();
1999     DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
2000           << " BotLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << BotLatency << "c\n");
2001   }
2002   // If we stall for any reason, bump the cycle.
2003   if (NextCycle > CurrCycle) {
2004     bumpCycle(NextCycle);
2005   }
2006   else {
2007     // After updating ZoneCritResIdx and ExpectedLatency, check if we're
2008     // resource limited. If a stall occurred, bumpCycle does this.
2009     unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
2010     IsResourceLimited =
2011       (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
2012       > (int)LFactor;
2013   }
2014   // Update CurrMOps after calling bumpCycle to handle stalls, since bumpCycle
2015   // resets CurrMOps. Loop to handle instructions with more MOps than issue in
2016   // one cycle.  Since we commonly reach the max MOps here, opportunistically
2017   // bump the cycle to avoid uselessly checking everything in the readyQ.
2018   CurrMOps += IncMOps;
2019   while (CurrMOps >= SchedModel->getIssueWidth()) {
2020     DEBUG(dbgs() << "  *** Max MOps " << CurrMOps
2021           << " at cycle " << CurrCycle << '\n');
2022     bumpCycle(++NextCycle);
2023   }
2024   DEBUG(dumpScheduledState());
2025 }
2026
2027 /// Release pending ready nodes in to the available queue. This makes them
2028 /// visible to heuristics.
2029 void SchedBoundary::releasePending() {
2030   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinReadyCycle.
2031   if (Available.empty())
2032     MinReadyCycle = UINT_MAX;
2033
2034   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
2035   // so, add them to the available queue.
2036   bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
2037   for (unsigned i = 0, e = Pending.size(); i != e; ++i) {
2038     SUnit *SU = *(Pending.begin()+i);
2039     unsigned ReadyCycle = isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle;
2040
2041     if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
2042       MinReadyCycle = ReadyCycle;
2043
2044     if (!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle)
2045       continue;
2046
2047     if (checkHazard(SU))
2048       continue;
2049
2050     Available.push(SU);
2051     Pending.remove(Pending.begin()+i);
2052     --i; --e;
2053   }
2054   DEBUG(if (!Pending.empty()) Pending.dump());
2055   CheckPending = false;
2056 }
2057
2058 /// Remove SU from the ready set for this boundary.
2059 void SchedBoundary::removeReady(SUnit *SU) {
2060   if (Available.isInQueue(SU))
2061     Available.remove(Available.find(SU));
2062   else {
2063     assert(Pending.isInQueue(SU) && "bad ready count");
2064     Pending.remove(Pending.find(SU));
2065   }
2066 }
2067
2068 /// If this queue only has one ready candidate, return it. As a side effect,
2069 /// defer any nodes that now hit a hazard, and advance the cycle until at least
2070 /// one node is ready. If multiple instructions are ready, return NULL.
2071 SUnit *SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
2072   if (CheckPending)
2073     releasePending();
2074
2075   if (CurrMOps > 0) {
2076     // Defer any ready instrs that now have a hazard.
2077     for (ReadyQueue::iterator I = Available.begin(); I != Available.end();) {
2078       if (checkHazard(*I)) {
2079         Pending.push(*I);
2080         I = Available.remove(I);
2081         continue;
2082       }
2083       ++I;
2084     }
2085   }
2086   for (unsigned i = 0; Available.empty(); ++i) {
2087 //  FIXME: Re-enable assert once PR20057 is resolved.
2088 //    assert(i <= (HazardRec->getMaxLookAhead() + MaxObservedStall) &&
2089 //           "permanent hazard");
2090     (void)i;
2091     bumpCycle(CurrCycle + 1);
2092     releasePending();
2093   }
2094   if (Available.size() == 1)
2095     return *Available.begin();
2096   return nullptr;
2097 }
2098
2099 #ifndef NDEBUG
2100 // This is useful information to dump after bumpNode.
2101 // Note that the Queue contents are more useful before pickNodeFromQueue.
2102 void SchedBoundary::dumpScheduledState() {
2103   unsigned ResFactor;
2104   unsigned ResCount;
2105   if (ZoneCritResIdx) {
2106     ResFactor = SchedModel->getResourceFactor(ZoneCritResIdx);
2107     ResCount = getResourceCount(ZoneCritResIdx);
2108   }
2109   else {
2110     ResFactor = SchedModel->getMicroOpFactor();
2111     ResCount = RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
2112   }
2113   unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
2114   dbgs() << Available.getName() << " @" << CurrCycle << "c\n"
2115          << "  Retired: " << RetiredMOps;
2116   dbgs() << "\n  Executed: " << getExecutedCount() / LFactor << "c";
2117   dbgs() << "\n  Critical: " << ResCount / LFactor << "c, "
2118          << ResCount / ResFactor << " "
2119          << SchedModel->getResourceName(ZoneCritResIdx)
2120          << "\n  ExpectedLatency: " << ExpectedLatency << "c\n"
2121          << (IsResourceLimited ? "  - Resource" : "  - Latency")
2122          << " limited.\n";
2123 }
2124 #endif
2125
2126 //===----------------------------------------------------------------------===//
2127 // GenericScheduler - Generic implementation of MachineSchedStrategy.
2128 //===----------------------------------------------------------------------===//
2129
2130 void GenericSchedulerBase::SchedCandidate::
2131 initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
2132                   const TargetSchedModel *SchedModel) {
2133   if (!Policy.ReduceResIdx && !Policy.DemandResIdx)
2134     return;
2135
2136   const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
2137   for (TargetSchedModel::ProcResIter
2138          PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
2139          PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
2140     if (PI->ProcResourceIdx == Policy.ReduceResIdx)
2141       ResDelta.CritResources += PI->Cycles;
2142     if (PI->ProcResourceIdx == Policy.DemandResIdx)
2143       ResDelta.DemandedResources += PI->Cycles;
2144   }
2145 }
2146
2147 /// Set the CandPolicy given a scheduling zone given the current resources and
2148 /// latencies inside and outside the zone.
2149 void GenericSchedulerBase::setPolicy(CandPolicy &Policy,
2150                                      bool IsPostRA,
2151                                      SchedBoundary &CurrZone,
2152                                      SchedBoundary *OtherZone) {
2153   // Apply preemptive heuristics based on the total latency and resources
2154   // inside and outside this zone. Potential stalls should be considered before
2155   // following this policy.
2156
2157   // Compute remaining latency. We need this both to determine whether the
2158   // overall schedule has become latency-limited and whether the instructions
2159   // outside this zone are resource or latency limited.
2160   //
2161   // The "dependent" latency is updated incrementally during scheduling as the
2162   // max height/depth of scheduled nodes minus the cycles since it was
2163   // scheduled:
2164   //   DLat = max (N.depth - (CurrCycle - N.ReadyCycle) for N in Zone
2165   //
2166   // The "independent" latency is the max ready queue depth:
2167   //   ILat = max N.depth for N in Available|Pending
2168   //
2169   // RemainingLatency is the greater of independent and dependent latency.
2170   unsigned RemLatency = CurrZone.getDependentLatency();
2171   RemLatency = std::max(RemLatency,
2172                         CurrZone.findMaxLatency(CurrZone.Available.elements()));
2173   RemLatency = std::max(RemLatency,
2174                         CurrZone.findMaxLatency(CurrZone.Pending.elements()));
2175
2176   // Compute the critical resource outside the zone.
2177   unsigned OtherCritIdx = 0;
2178   unsigned OtherCount =
2179     OtherZone ? OtherZone->getOtherResourceCount(OtherCritIdx) : 0;
2180
2181   bool OtherResLimited = false;
2182   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
2183     unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
2184     OtherResLimited = (int)(OtherCount - (RemLatency * LFactor)) > (int)LFactor;
2185   }
2186   // Schedule aggressively for latency in PostRA mode. We don't check for
2187   // acyclic latency during PostRA, and highly out-of-order processors will
2188   // skip PostRA scheduling.
2189   if (!OtherResLimited) {
2190     if (IsPostRA || (RemLatency + CurrZone.getCurrCycle() > Rem.CriticalPath)) {
2191       Policy.ReduceLatency |= true;
2192       DEBUG(dbgs() << "  " << CurrZone.Available.getName()
2193             << " RemainingLatency " << RemLatency << " + "
2194             << CurrZone.getCurrCycle() << "c > CritPath "
2195             << Rem.CriticalPath << "\n");
2196     }
2197   }
2198   // If the same resource is limiting inside and outside the zone, do nothing.
2199   if (CurrZone.getZoneCritResIdx() == OtherCritIdx)
2200     return;
2201
2202   DEBUG(
2203     if (CurrZone.isResourceLimited()) {
2204       dbgs() << "  " << CurrZone.Available.getName() << " ResourceLimited: "
2205              << SchedModel->getResourceName(CurrZone.getZoneCritResIdx())
2206              << "\n";
2207     }
2208     if (OtherResLimited)
2209       dbgs() << "  RemainingLimit: "
2210              << SchedModel->getResourceName(OtherCritIdx) << "\n";
2211     if (!CurrZone.isResourceLimited() && !OtherResLimited)
2212       dbgs() << "  Latency limited both directions.\n");
2213
2214   if (CurrZone.isResourceLimited() && !Policy.ReduceResIdx)
2215     Policy.ReduceResIdx = CurrZone.getZoneCritResIdx();
2216
2217   if (OtherResLimited)
2218     Policy.DemandResIdx = OtherCritIdx;
2219 }
2220
2221 #ifndef NDEBUG
2222 const char *GenericSchedulerBase::getReasonStr(
2223   GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2224   switch (Reason) {
2225   case NoCand:         return "NOCAND    ";
2226   case PhysRegCopy:    return "PREG-COPY";
2227   case RegExcess:      return "REG-EXCESS";
2228   case RegCritical:    return "REG-CRIT  ";
2229   case Stall:          return "STALL     ";
2230   case Cluster:        return "CLUSTER   ";
2231   case Weak:           return "WEAK      ";
2232   case RegMax:         return "REG-MAX   ";
2233   case ResourceReduce: return "RES-REDUCE";
2234   case ResourceDemand: return "RES-DEMAND";
2235   case TopDepthReduce: return "TOP-DEPTH ";
2236   case TopPathReduce:  return "TOP-PATH  ";
2237   case BotHeightReduce:return "BOT-HEIGHT";
2238   case BotPathReduce:  return "BOT-PATH  ";
2239   case NextDefUse:     return "DEF-USE   ";
2240   case NodeOrder:      return "ORDER     ";
2241   };
2242   llvm_unreachable("Unknown reason!");
2243 }
2244
2245 void GenericSchedulerBase::traceCandidate(const SchedCandidate &Cand) {
2246   PressureChange P;
2247   unsigned ResIdx = 0;
2248   unsigned Latency = 0;
2249   switch (Cand.Reason) {
2250   default:
2251     break;
2252   case RegExcess:
2253     P = Cand.RPDelta.Excess;
2254     break;
2255   case RegCritical:
2256     P = Cand.RPDelta.CriticalMax;
2257     break;
2258   case RegMax:
2259     P = Cand.RPDelta.CurrentMax;
2260     break;
2261   case ResourceReduce:
2262     ResIdx = Cand.Policy.ReduceResIdx;
2263     break;
2264   case ResourceDemand:
2265     ResIdx = Cand.Policy.DemandResIdx;
2266     break;
2267   case TopDepthReduce:
2268     Latency = Cand.SU->getDepth();
2269     break;
2270   case TopPathReduce:
2271     Latency = Cand.SU->getHeight();
2272     break;
2273   case BotHeightReduce:
2274     Latency = Cand.SU->getHeight();
2275     break;
2276   case BotPathReduce:
2277     Latency = Cand.SU->getDepth();
2278     break;
2279   }
2280   dbgs() << "  SU(" << Cand.SU->NodeNum << ") " << getReasonStr(Cand.Reason);
2281   if (P.isValid())
2282     dbgs() << " " << TRI->getRegPressureSetName(P.getPSet())
2283            << ":" << P.getUnitInc() << " ";
2284   else
2285     dbgs() << "      ";
2286   if (ResIdx)
2287     dbgs() << " " << SchedModel->getProcResource(ResIdx)->Name << " ";
2288   else
2289     dbgs() << "         ";
2290   if (Latency)
2291     dbgs() << " " << Latency << " cycles ";
2292   else
2293     dbgs() << "          ";
2294   dbgs() << '\n';
2295 }
2296 #endif
2297
2298 /// Return true if this heuristic determines order.
2299 static bool tryLess(int TryVal, int CandVal,
2300                     GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2301                     GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2302                     GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2303   if (TryVal < CandVal) {
2304     TryCand.Reason = Reason;
2305     return true;
2306   }
2307   if (TryVal > CandVal) {
2308     if (Cand.Reason > Reason)
2309       Cand.Reason = Reason;
2310     return true;
2311   }
2312   Cand.setRepeat(Reason);
2313   return false;
2314 }
2315
2316 static bool tryGreater(int TryVal, int CandVal,
2317                        GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2318                        GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2319                        GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2320   if (TryVal > CandVal) {
2321     TryCand.Reason = Reason;
2322     return true;
2323   }
2324   if (TryVal < CandVal) {
2325     if (Cand.Reason > Reason)
2326       Cand.Reason = Reason;
2327     return true;
2328   }
2329   Cand.setRepeat(Reason);
2330   return false;
2331 }
2332
2333 static bool tryLatency(GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2334                        GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2335                        SchedBoundary &Zone) {
2336   if (Zone.isTop()) {
2337     if (Cand.SU->getDepth() > Zone.getScheduledLatency()) {
2338       if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
2339                   TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::TopDepthReduce))
2340         return true;
2341     }
2342     if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
2343                    TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::TopPathReduce))
2344       return true;
2345   }
2346   else {
2347     if (Cand.SU->getHeight() > Zone.getScheduledLatency()) {
2348       if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
2349                   TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::BotHeightReduce))
2350         return true;
2351     }
2352     if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
2353                    TryCand, Cand, GenericSchedulerBase::BotPathReduce))
2354       return true;
2355   }
2356   return false;
2357 }
2358
2359 static void tracePick(const GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2360                       bool IsTop) {
2361   DEBUG(dbgs() << "Pick " << (IsTop ? "Top " : "Bot ")
2362         << GenericSchedulerBase::getReasonStr(Cand.Reason) << '\n');
2363 }
2364
2365 void GenericScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *dag) {
2366   assert(dag->hasVRegLiveness() &&
2367          "(PreRA)GenericScheduler needs vreg liveness");
2368   DAG = static_cast<ScheduleDAGMILive*>(dag);
2369   SchedModel = DAG->getSchedModel();
2370   TRI = DAG->TRI;
2371
2372   Rem.init(DAG, SchedModel);
2373   Top.init(DAG, SchedModel, &Rem);
2374   Bot.init(DAG, SchedModel, &Rem);
2375
2376   // Initialize resource counts.
2377
2378   // Initialize the HazardRecognizers. If itineraries don't exist, are empty, or
2379   // are disabled, then these HazardRecs will be disabled.
2380   const InstrItineraryData *Itin = SchedModel->getInstrItineraries();
2381   if (!Top.HazardRec) {
2382     Top.HazardRec =
2383         DAG->MF.getSubtarget().getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(
2384             Itin, DAG);
2385   }
2386   if (!Bot.HazardRec) {
2387     Bot.HazardRec =
2388         DAG->MF.getSubtarget().getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(
2389             Itin, DAG);
2390   }
2391 }
2392
2393 /// Initialize the per-region scheduling policy.
2394 void GenericScheduler::initPolicy(MachineBasicBlock::iterator Begin,
2395                                   MachineBasicBlock::iterator End,
2396                                   unsigned NumRegionInstrs) {
2397   const MachineFunction &MF = *Begin->getParent()->getParent();
2398   const TargetLowering *TLI = MF.getSubtarget().getTargetLowering();
2399
2400   // Avoid setting up the register pressure tracker for small regions to save
2401   // compile time. As a rough heuristic, only track pressure when the number of
2402   // schedulable instructions exceeds half the integer register file.
2403   RegionPolicy.ShouldTrackPressure = true;
2404   for (unsigned VT = MVT::i32; VT > (unsigned)MVT::i1; --VT) {
2405     MVT::SimpleValueType LegalIntVT = (MVT::SimpleValueType)VT;
2406     if (TLI->isTypeLegal(LegalIntVT)) {
2407       unsigned NIntRegs = Context->RegClassInfo->getNumAllocatableRegs(
2408         TLI->getRegClassFor(LegalIntVT));
2409       RegionPolicy.ShouldTrackPressure = NumRegionInstrs > (NIntRegs / 2);
2410     }
2411   }
2412
2413   // For generic targets, we default to bottom-up, because it's simpler and more
2414   // compile-time optimizations have been implemented in that direction.
2415   RegionPolicy.OnlyBottomUp = true;
2416
2417   // Allow the subtarget to override default policy.
2418   MF.getSubtarget().overrideSchedPolicy(RegionPolicy, Begin, End,
2419                                         NumRegionInstrs);
2420
2421   // After subtarget overrides, apply command line options.
2422   if (!EnableRegPressure)
2423     RegionPolicy.ShouldTrackPressure = false;
2424
2425   // Check -misched-topdown/bottomup can force or unforce scheduling direction.
2426   // e.g. -misched-bottomup=false allows scheduling in both directions.
2427   assert((!ForceTopDown || !ForceBottomUp) &&
2428          "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
2429   if (ForceBottomUp.getNumOccurrences() > 0) {
2430     RegionPolicy.OnlyBottomUp = ForceBottomUp;
2431     if (RegionPolicy.OnlyBottomUp)
2432       RegionPolicy.OnlyTopDown = false;
2433   }
2434   if (ForceTopDown.getNumOccurrences() > 0) {
2435     RegionPolicy.OnlyTopDown = ForceTopDown;
2436     if (RegionPolicy.OnlyTopDown)
2437       RegionPolicy.OnlyBottomUp = false;
2438   }
2439 }
2440
2441 /// Set IsAcyclicLatencyLimited if the acyclic path is longer than the cyclic
2442 /// critical path by more cycles than it takes to drain the instruction buffer.
2443 /// We estimate an upper bounds on in-flight instructions as:
2444 ///
2445 /// CyclesPerIteration = max( CyclicPath, Loop-Resource-Height )
2446 /// InFlightIterations = AcyclicPath / CyclesPerIteration
2447 /// InFlightResources = InFlightIterations * LoopResources
2448 ///
2449 /// TODO: Check execution resources in addition to IssueCount.
2450 void GenericScheduler::checkAcyclicLatency() {
2451   if (Rem.CyclicCritPath == 0 || Rem.CyclicCritPath >= Rem.CriticalPath)
2452     return;
2453
2454   // Scaled number of cycles per loop iteration.
2455   unsigned IterCount =
2456     std::max(Rem.CyclicCritPath * SchedModel->getLatencyFactor(),
2457              Rem.RemIssueCount);
2458   // Scaled acyclic critical path.
2459   unsigned AcyclicCount = Rem.CriticalPath * SchedModel->getLatencyFactor();
2460   // InFlightCount = (AcyclicPath / IterCycles) * InstrPerLoop
2461   unsigned InFlightCount =
2462     (AcyclicCount * Rem.RemIssueCount + IterCount-1) / IterCount;
2463   unsigned BufferLimit =
2464     SchedModel->getMicroOpBufferSize() * SchedModel->getMicroOpFactor();
2465
2466   Rem.IsAcyclicLatencyLimited = InFlightCount > BufferLimit;
2467
2468   DEBUG(dbgs() << "IssueCycles="
2469         << Rem.RemIssueCount / SchedModel->getLatencyFactor() << "c "
2470         << "IterCycles=" << IterCount / SchedModel->getLatencyFactor()
2471         << "c NumIters=" << (AcyclicCount + IterCount-1) / IterCount
2472         << " InFlight=" << InFlightCount / SchedModel->getMicroOpFactor()
2473         << "m BufferLim=" << SchedModel->getMicroOpBufferSize() << "m\n";
2474         if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited)
2475           dbgs() << "  ACYCLIC LATENCY LIMIT\n");
2476 }
2477
2478 void GenericScheduler::registerRoots() {
2479   Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
2480
2481   // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
2482   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator
2483          I = Bot.Available.begin(), E = Bot.Available.end(); I != E; ++I) {
2484     if ((*I)->getDepth() > Rem.CriticalPath)
2485       Rem.CriticalPath = (*I)->getDepth();
2486   }
2487   DEBUG(dbgs() << "Critical Path(GS-RR ): " << Rem.CriticalPath << '\n');
2488   if (DumpCriticalPathLength) {
2489     errs() << "Critical Path(GS-RR ): " << Rem.CriticalPath << " \n";
2490   }
2491
2492   if (EnableCyclicPath) {
2493     Rem.CyclicCritPath = DAG->computeCyclicCriticalPath();
2494     checkAcyclicLatency();
2495   }
2496 }
2497
2498 static bool tryPressure(const PressureChange &TryP,
2499                         const PressureChange &CandP,
2500                         GenericSchedulerBase::SchedCandidate &TryCand,
2501                         GenericSchedulerBase::SchedCandidate &Cand,
2502                         GenericSchedulerBase::CandReason Reason) {
2503   int TryRank = TryP.getPSetOrMax();
2504   int CandRank = CandP.getPSetOrMax();
2505   // If both candidates affect the same set, go with the smallest increase.
2506   if (TryRank == CandRank) {
2507     return tryLess(TryP.getUnitInc(), CandP.getUnitInc(), TryCand, Cand,
2508                    Reason);
2509   }
2510   // If one candidate decreases and the other increases, go with it.
2511   // Invalid candidates have UnitInc==0.
2512   if (tryGreater(TryP.getUnitInc() < 0, CandP.getUnitInc() < 0, TryCand, Cand,
2513                  Reason)) {
2514     return true;
2515   }
2516   // If the candidates are decreasing pressure, reverse priority.
2517   if (TryP.getUnitInc() < 0)
2518     std::swap(TryRank, CandRank);
2519   return tryGreater(TryRank, CandRank, TryCand, Cand, Reason);
2520 }
2521
2522 static unsigned getWeakLeft(const SUnit *SU, bool isTop) {
2523   return (isTop) ? SU->WeakPredsLeft : SU->WeakSuccsLeft;
2524 }
2525
2526 /// Minimize physical register live ranges. Regalloc wants them adjacent to
2527 /// their physreg def/use.
2528 ///
2529 /// FIXME: This is an unnecessary check on the critical path. Most are root/leaf
2530 /// copies which can be prescheduled. The rest (e.g. x86 MUL) could be bundled
2531 /// with the operation that produces or consumes the physreg. We'll do this when
2532 /// regalloc has support for parallel copies.
2533 static int biasPhysRegCopy(const SUnit *SU, bool isTop) {
2534   const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
2535   if (!MI->isCopy())
2536     return 0;
2537
2538   unsigned ScheduledOper = isTop ? 1 : 0;
2539   unsigned UnscheduledOper = isTop ? 0 : 1;
2540   // If we have already scheduled the physreg produce/consumer, immediately
2541   // schedule the copy.
2542   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(
2543         MI->getOperand(ScheduledOper).getReg()))
2544     return 1;
2545   // If the physreg is at the boundary, defer it. Otherwise schedule it
2546   // immediately to free the dependent. We can hoist the copy later.
2547   bool AtBoundary = isTop ? !SU->NumSuccsLeft : !SU->NumPredsLeft;
2548   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(
2549         MI->getOperand(UnscheduledOper).getReg()))
2550     return AtBoundary ? -1 : 1;
2551   return 0;
2552 }
2553
2554 /// Apply a set of heursitics to a new candidate. Heuristics are currently
2555 /// hierarchical. This may be more efficient than a graduated cost model because
2556 /// we don't need to evaluate all aspects of the model for each node in the
2557 /// queue. But it's really done to make the heuristics easier to debug and
2558 /// statistically analyze.
2559 ///
2560 /// \param Cand provides the policy and current best candidate.
2561 /// \param TryCand refers to the next SUnit candidate, otherwise uninitialized.
2562 /// \param Zone describes the scheduled zone that we are extending.
2563 /// \param RPTracker describes reg pressure within the scheduled zone.
2564 /// \param TempTracker is a scratch pressure tracker to reuse in queries.
2565 void GenericScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
2566                                     SchedCandidate &TryCand,
2567                                     SchedBoundary &Zone,
2568                                     const RegPressureTracker &RPTracker,
2569                                     RegPressureTracker &TempTracker) {
2570
2571   if (DAG->isTrackingPressure()) {
2572     // Always initialize TryCand's RPDelta.
2573     if (Zone.isTop()) {
2574       TempTracker.getMaxDownwardPressureDelta(
2575         TryCand.SU->getInstr(),
2576         TryCand.RPDelta,
2577         DAG->getRegionCriticalPSets(),
2578         DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
2579     }
2580     else {
2581       if (VerifyScheduling) {
2582         TempTracker.getMaxUpwardPressureDelta(
2583           TryCand.SU->getInstr(),
2584           &DAG->getPressureDiff(TryCand.SU),
2585           TryCand.RPDelta,
2586           DAG->getRegionCriticalPSets(),
2587           DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
2588       }
2589       else {
2590         RPTracker.getUpwardPressureDelta(
2591           TryCand.SU->getInstr(),
2592           DAG->getPressureDiff(TryCand.SU),
2593           TryCand.RPDelta,
2594           DAG->getRegionCriticalPSets(),
2595           DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
2596       }
2597     }
2598   }
2599   DEBUG(if (TryCand.RPDelta.Excess.isValid())
2600           dbgs() << "  SU(" << TryCand.SU->NodeNum << ") "
2601                  << TRI->getRegPressureSetName(TryCand.RPDelta.Excess.getPSet())
2602                  << ":" << TryCand.RPDelta.Excess.getUnitInc() << "\n");
2603
2604   // Initialize the candidate if needed.
2605   if (!Cand.isValid()) {
2606     TryCand.Reason = NodeOrder;
2607     return;
2608   }
2609
2610   if (tryGreater(biasPhysRegCopy(TryCand.SU, Zone.isTop()),
2611                  biasPhysRegCopy(Cand.SU, Zone.isTop()),
2612                  TryCand, Cand, PhysRegCopy))
2613     return;
2614
2615   // Avoid exceeding the target's limit.
2616   if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.Excess,
2617                                                Cand.RPDelta.Excess,
2618                                                TryCand, Cand, RegExcess))
2619     return;
2620
2621   // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
2622   if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.CriticalMax,
2623                                                Cand.RPDelta.CriticalMax,
2624                                                TryCand, Cand, RegCritical))
2625     return;
2626
2627   // For loops that are acyclic path limited, aggressively schedule for latency.
2628   // This can result in very long dependence chains scheduled in sequence, so
2629   // once every cycle (when CurrMOps == 0), switch to normal heuristics.
2630   if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited && !Zone.getCurrMOps()
2631       && tryLatency(TryCand, Cand, Zone))
2632     return;
2633
2634   // Prioritize instructions that read unbuffered resources by stall cycles.
2635   if (tryLess(Zone.getLatencyStallCycles(TryCand.SU),
2636               Zone.getLatencyStallCycles(Cand.SU), TryCand, Cand, Stall))
2637     return;
2638
2639   // Keep clustered nodes together to encourage downstream peephole
2640   // optimizations which may reduce resource requirements.
2641   //
2642   // This is a best effort to set things up for a post-RA pass. Optimizations
2643   // like generating loads of multiple registers should ideally be done within
2644   // the scheduler pass by combining the loads during DAG postprocessing.
2645   const SUnit *NextClusterSU =
2646     Zone.isTop() ? DAG->getNextClusterSucc() : DAG->getNextClusterPred();
2647   if (tryGreater(TryCand.SU == NextClusterSU, Cand.SU == NextClusterSU,
2648                  TryCand, Cand, Cluster))
2649     return;
2650
2651   // Weak edges are for clustering and other constraints.
2652   if (tryLess(getWeakLeft(TryCand.SU, Zone.isTop()),
2653               getWeakLeft(Cand.SU, Zone.isTop()),
2654               TryCand, Cand, Weak)) {
2655     return;
2656   }
2657   // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
2658   if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.CurrentMax,
2659                                                Cand.RPDelta.CurrentMax,
2660                                                TryCand, Cand, RegMax))
2661     return;
2662
2663   // Avoid critical resource consumption and balance the schedule.
2664   TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
2665   if (tryLess(TryCand.ResDelta.CritResources, Cand.ResDelta.CritResources,
2666               TryCand, Cand, ResourceReduce))
2667     return;
2668   if (tryGreater(TryCand.ResDelta.DemandedResources,
2669                  Cand.ResDelta.DemandedResources,
2670                  TryCand, Cand, ResourceDemand))
2671     return;
2672
2673   // Avoid serializing long latency dependence chains.
2674   // For acyclic path limited loops, latency was already checked above.
2675   if (Cand.Policy.ReduceLatency && !Rem.IsAcyclicLatencyLimited
2676       && tryLatency(TryCand, Cand, Zone)) {
2677     return;
2678   }
2679
2680   // Prefer immediate defs/users of the last scheduled instruction. This is a
2681   // local pressure avoidance strategy that also makes the machine code
2682   // readable.
2683   if (tryGreater(Zone.isNextSU(TryCand.SU), Zone.isNextSU(Cand.SU),
2684                  TryCand, Cand, NextDefUse))
2685     return;
2686
2687   // Fall through to original instruction order.
2688   if ((Zone.isTop() && TryCand.SU->NodeNum < Cand.SU->NodeNum)
2689       || (!Zone.isTop() && TryCand.SU->NodeNum > Cand.SU->NodeNum)) {
2690     TryCand.Reason = NodeOrder;
2691   }
2692 }
2693
2694 /// Pick the best candidate from the queue.
2695 ///
2696 /// TODO: getMaxPressureDelta results can be mostly cached for each SUnit during
2697 /// DAG building. To adjust for the current scheduling location we need to
2698 /// maintain the number of vreg uses remaining to be top-scheduled.
2699 void GenericScheduler::pickNodeFromQueue(SchedBoundary &Zone,
2700                                          const RegPressureTracker &RPTracker,
2701                                          SchedCandidate &Cand) {
2702   ReadyQueue &Q = Zone.Available;
2703
2704   DEBUG(Q.dump());
2705
2706   // getMaxPressureDelta temporarily modifies the tracker.
2707   RegPressureTracker &TempTracker = const_cast<RegPressureTracker&>(RPTracker);
2708
2709   for (ReadyQueue::iterator I = Q.begin(), E = Q.end(); I != E; ++I) {
2710
2711     SchedCandidate TryCand(Cand.Policy);
2712     TryCand.SU = *I;
2713     tryCandidate(Cand, TryCand, Zone, RPTracker, TempTracker);
2714     if (TryCand.Reason != NoCand) {
2715       // Initialize resource delta if needed in case future heuristics query it.
2716       if (TryCand.ResDelta == SchedResourceDelta())
2717         TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
2718       Cand.setBest(TryCand);
2719       DEBUG(traceCandidate(Cand));
2720     }
2721   }
2722 }
2723
2724 /// Pick the best candidate node from either the top or bottom queue.
2725 SUnit *GenericScheduler::pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode) {
2726   // Schedule as far as possible in the direction of no choice. This is most
2727   // efficient, but also provides the best heuristics for CriticalPSets.
2728   if (SUnit *SU = Bot.pickOnlyChoice()) {
2729     IsTopNode = false;
2730     DEBUG(dbgs() << "Pick Bot NOCAND\n");
2731     return SU;
2732   }
2733   if (SUnit *SU = Top.pickOnlyChoice()) {
2734     IsTopNode = true;
2735     DEBUG(dbgs() << "Pick Top NOCAND\n");
2736     return SU;
2737   }
2738   CandPolicy NoPolicy;
2739   SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
2740   SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
2741   // Set the bottom-up policy based on the state of the current bottom zone and
2742   // the instructions outside the zone, including the top zone.
2743   setPolicy(BotCand.Policy, /*IsPostRA=*/false, Bot, &Top);
2744   // Set the top-down policy based on the state of the current top zone and
2745   // the instructions outside the zone, including the bottom zone.
2746   setPolicy(TopCand.Policy, /*IsPostRA=*/false, Top, &Bot);
2747
2748   // Prefer bottom scheduling when heuristics are silent.
2749   pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
2750   assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
2751
2752   // If either Q has a single candidate that provides the least increase in
2753   // Excess pressure, we can immediately schedule from that Q.
2754   //
2755   // RegionCriticalPSets summarizes the pressure within the scheduled region and
2756   // affects picking from either Q. If scheduling in one direction must
2757   // increase pressure for one of the excess PSets, then schedule in that
2758   // direction first to provide more freedom in the other direction.
2759   if ((BotCand.Reason == RegExcess && !BotCand.isRepeat(RegExcess))
2760       || (BotCand.Reason == RegCritical
2761           && !BotCand.isRepeat(RegCritical)))
2762   {
2763     IsTopNode = false;
2764     tracePick(BotCand, IsTopNode);
2765     return BotCand.SU;
2766   }
2767   // Check if the top Q has a better candidate.
2768   pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
2769   assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
2770
2771   // Choose the queue with the most important (lowest enum) reason.
2772   if (TopCand.Reason < BotCand.Reason) {
2773     IsTopNode = true;
2774     tracePick(TopCand, IsTopNode);
2775     return TopCand.SU;
2776   }
2777   // Otherwise prefer the bottom candidate, in node order if all else failed.
2778   IsTopNode = false;
2779   tracePick(BotCand, IsTopNode);
2780   return BotCand.SU;
2781 }
2782
2783 /// Pick the best node to balance the schedule. Implements MachineSchedStrategy.
2784 SUnit *GenericScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
2785   if (DAG->top() == DAG->bottom()) {
2786     assert(Top.Available.empty() && Top.Pending.empty() &&
2787            Bot.Available.empty() && Bot.Pending.empty() && "ReadyQ garbage");
2788     return nullptr;
2789   }
2790   SUnit *SU;
2791   do {
2792     if (RegionPolicy.OnlyTopDown) {
2793       SU = Top.pickOnlyChoice();
2794       if (!SU) {
2795         CandPolicy NoPolicy;
2796         SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
2797         pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
2798         assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
2799         tracePick(TopCand, true);
2800         SU = TopCand.SU;
2801       }
2802       IsTopNode = true;
2803     }
2804     else if (RegionPolicy.OnlyBottomUp) {
2805       SU = Bot.pickOnlyChoice();
2806       if (!SU) {
2807         CandPolicy NoPolicy;
2808         SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
2809         pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
2810         assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
2811         tracePick(BotCand, false);
2812         SU = BotCand.SU;
2813       }
2814       IsTopNode = false;
2815     }
2816     else {
2817       SU = pickNodeBidirectional(IsTopNode);
2818     }
2819   } while (SU->isScheduled);
2820
2821   if (SU->isTopReady())
2822     Top.removeReady(SU);
2823   if (SU->isBottomReady())
2824     Bot.removeReady(SU);
2825
2826   DEBUG(dbgs() << "Scheduling SU(" << SU->NodeNum << ") " << *SU->getInstr());
2827   return SU;
2828 }
2829
2830 void GenericScheduler::reschedulePhysRegCopies(SUnit *SU, bool isTop) {
2831
2832   MachineBasicBlock::iterator InsertPos = SU->getInstr();
2833   if (!isTop)
2834     ++InsertPos;
2835   SmallVectorImpl<SDep> &Deps = isTop ? SU->Preds : SU->Succs;
2836
2837   // Find already scheduled copies with a single physreg dependence and move
2838   // them just above the scheduled instruction.
2839   for (SmallVectorImpl<SDep>::iterator I = Deps.begin(), E = Deps.end();
2840        I != E; ++I) {
2841     if (I->getKind() != SDep::Data || !TRI->isPhysicalRegister(I->getReg()))
2842       continue;
2843     SUnit *DepSU = I->getSUnit();
2844     if (isTop ? DepSU->Succs.size() > 1 : DepSU->Preds.size() > 1)
2845       continue;
2846     MachineInstr *Copy = DepSU->getInstr();
2847     if (!Copy->isCopy())
2848       continue;
2849     DEBUG(dbgs() << "  Rescheduling physreg copy ";
2850           I->getSUnit()->dump(DAG));
2851     DAG->moveInstruction(Copy, InsertPos);
2852   }
2853 }
2854
2855 /// Update the scheduler's state after scheduling a node. This is the same node
2856 /// that was just returned by pickNode(). However, ScheduleDAGMILive needs to
2857 /// update it's state based on the current cycle before MachineSchedStrategy
2858 /// does.
2859 ///
2860 /// FIXME: Eventually, we may bundle physreg copies rather than rescheduling
2861 /// them here. See comments in biasPhysRegCopy.
2862 void GenericScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
2863   if (IsTopNode) {
2864     SU->TopReadyCycle = std::max(SU->TopReadyCycle, Top.getCurrCycle());
2865     Top.bumpNode(SU);
2866     if (SU->hasPhysRegUses)
2867       reschedulePhysRegCopies(SU, true);
2868   }
2869   else {
2870     SU->BotReadyCycle = std::max(SU->BotReadyCycle, Bot.getCurrCycle());
2871     Bot.bumpNode(SU);
2872     if (SU->hasPhysRegDefs)
2873       reschedulePhysRegCopies(SU, false);
2874   }
2875 }
2876
2877 /// Create the standard converging machine scheduler. This will be used as the
2878 /// default scheduler if the target does not set a default.
2879 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedLive(MachineSchedContext *C) {
2880   ScheduleDAGMILive *DAG = new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<GenericScheduler>(C));
2881   // Register DAG post-processors.
2882   //
2883   // FIXME: extend the mutation API to allow earlier mutations to instantiate
2884   // data and pass it to later mutations. Have a single mutation that gathers
2885   // the interesting nodes in one pass.
2886   DAG->addMutation(make_unique<CopyConstrain>(DAG->TII, DAG->TRI));
2887   if (EnableLoadCluster && DAG->TII->enableClusterLoads())
2888     DAG->addMutation(make_unique<LoadClusterMutation>(DAG->TII, DAG->TRI));
2889   if (EnableMacroFusion)
2890     DAG->addMutation(make_unique<MacroFusion>(DAG->TII));
2891   return DAG;
2892 }
2893
2894 static MachineSchedRegistry
2895 GenericSchedRegistry("converge", "Standard converging scheduler.",
2896                      createGenericSchedLive);
2897
2898 //===----------------------------------------------------------------------===//
2899 // PostGenericScheduler - Generic PostRA implementation of MachineSchedStrategy.
2900 //===----------------------------------------------------------------------===//
2901
2902 void PostGenericScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *Dag) {
2903   DAG = Dag;
2904   SchedModel = DAG->getSchedModel();
2905   TRI = DAG->TRI;
2906
2907   Rem.init(DAG, SchedModel);
2908   Top.init(DAG, SchedModel, &Rem);
2909   BotRoots.clear();
2910
2911   // Initialize the HazardRecognizers. If itineraries don't exist, are empty,
2912   // or are disabled, then these HazardRecs will be disabled.
2913   const InstrItineraryData *Itin = SchedModel->getInstrItineraries();
2914   if (!Top.HazardRec) {
2915     Top.HazardRec =
2916         DAG->MF.getSubtarget().getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(
2917             Itin, DAG);
2918   }
2919 }
2920
2921
2922 void PostGenericScheduler::registerRoots() {
2923   Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
2924
2925   // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
2926   for (SmallVectorImpl<SUnit*>::const_iterator
2927          I = BotRoots.begin(), E = BotRoots.end(); I != E; ++I) {
2928     if ((*I)->getDepth() > Rem.CriticalPath)
2929       Rem.CriticalPath = (*I)->getDepth();
2930   }
2931   DEBUG(dbgs() << "Critical Path: (PGS-RR) " << Rem.CriticalPath << '\n');
2932   if (DumpCriticalPathLength) {
2933     errs() << "Critical Path(PGS-RR ): " << Rem.CriticalPath << " \n";
2934   }
2935 }
2936
2937 /// Apply a set of heursitics to a new candidate for PostRA scheduling.
2938 ///
2939 /// \param Cand provides the policy and current best candidate.
2940 /// \param TryCand refers to the next SUnit candidate, otherwise uninitialized.
2941 void PostGenericScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
2942                                         SchedCandidate &TryCand) {
2943
2944   // Initialize the candidate if needed.
2945   if (!Cand.isValid()) {
2946     TryCand.Reason = NodeOrder;
2947     return;
2948   }
2949
2950   // Prioritize instructions that read unbuffered resources by stall cycles.
2951   if (tryLess(Top.getLatencyStallCycles(TryCand.SU),
2952               Top.getLatencyStallCycles(Cand.SU), TryCand, Cand, Stall))
2953     return;
2954
2955   // Avoid critical resource consumption and balance the schedule.
2956   if (tryLess(TryCand.ResDelta.CritResources, Cand.ResDelta.CritResources,
2957               TryCand, Cand, ResourceReduce))
2958     return;
2959   if (tryGreater(TryCand.ResDelta.DemandedResources,
2960                  Cand.ResDelta.DemandedResources,
2961                  TryCand, Cand, ResourceDemand))
2962     return;
2963
2964   // Avoid serializing long latency dependence chains.
2965   if (Cand.Policy.ReduceLatency && tryLatency(TryCand, Cand, Top)) {
2966     return;
2967   }
2968
2969   // Fall through to original instruction order.
2970   if (TryCand.SU->NodeNum < Cand.SU->NodeNum)
2971     TryCand.Reason = NodeOrder;
2972 }
2973
2974 void PostGenericScheduler::pickNodeFromQueue(SchedCandidate &Cand) {
2975   ReadyQueue &Q = Top.Available;
2976
2977   DEBUG(Q.dump());
2978
2979   for (ReadyQueue::iterator I = Q.begin(), E = Q.end(); I != E; ++I) {
2980     SchedCandidate TryCand(Cand.Policy);
2981     TryCand.SU = *I;
2982     TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
2983     tryCandidate(Cand, TryCand);
2984     if (TryCand.Reason != NoCand) {
2985       Cand.setBest(TryCand);
2986       DEBUG(traceCandidate(Cand));
2987     }
2988   }
2989 }
2990
2991 /// Pick the next node to schedule.
2992 SUnit *PostGenericScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
2993   if (DAG->top() == DAG->bottom()) {
2994     assert(Top.Available.empty() && Top.Pending.empty() && "ReadyQ garbage");
2995     return nullptr;
2996   }
2997   SUnit *SU;
2998   do {
2999     SU = Top.pickOnlyChoice();
3000     if (!SU) {
3001       CandPolicy NoPolicy;
3002       SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
3003       // Set the top-down policy based on the state of the current top zone and
3004       // the instructions outside the zone, including the bottom zone.
3005       setPolicy(TopCand.Policy, /*IsPostRA=*/true, Top, nullptr);
3006       pickNodeFromQueue(TopCand);
3007       assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
3008       tracePick(TopCand, true);
3009       SU = TopCand.SU;
3010     }
3011   } while (SU->isScheduled);
3012
3013   IsTopNode = true;
3014   Top.removeReady(SU);
3015
3016   DEBUG(dbgs() << "Scheduling SU(" << SU->NodeNum << ") " << *SU->getInstr());
3017   return SU;
3018 }
3019
3020 /// Called after ScheduleDAGMI has scheduled an instruction and updated
3021 /// scheduled/remaining flags in the DAG nodes.
3022 void PostGenericScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
3023   SU->TopReadyCycle = std::max(SU->TopReadyCycle, Top.getCurrCycle());
3024   Top.bumpNode(SU);
3025 }
3026
3027 /// Create a generic scheduler with no vreg liveness or DAG mutation passes.
3028 static ScheduleDAGInstrs *createGenericSchedPostRA(MachineSchedContext *C) {
3029   return new ScheduleDAGMI(C, make_unique<PostGenericScheduler>(C), /*IsPostRA=*/true);
3030 }
3031
3032 //===----------------------------------------------------------------------===//
3033 // ILP Scheduler. Currently for experimental analysis of heuristics.
3034 //===----------------------------------------------------------------------===//
3035
3036 namespace {
3037 /// \brief Order nodes by the ILP metric.
3038 struct ILPOrder {
3039   const SchedDFSResult *DFSResult;
3040   const BitVector *ScheduledTrees;
3041   bool MaximizeILP;
3042
3043   ILPOrder(bool MaxILP)
3044     : DFSResult(nullptr), ScheduledTrees(nullptr), MaximizeILP(MaxILP) {}
3045
3046   /// \brief Apply a less-than relation on node priority.
3047   ///
3048   /// (Return true if A comes after B in the Q.)
3049   bool operator()(const SUnit *A, const SUnit *B) const {
3050     unsigned SchedTreeA = DFSResult->getSubtreeID(A);
3051     unsigned SchedTreeB = DFSResult->getSubtreeID(B);
3052     if (SchedTreeA != SchedTreeB) {
3053       // Unscheduled trees have lower priority.
3054       if (ScheduledTrees->test(SchedTreeA) != ScheduledTrees->test(SchedTreeB))
3055         return ScheduledTrees->test(SchedTreeB);
3056
3057       // Trees with shallower connections have have lower priority.
3058       if (DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeA)
3059           != DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeB)) {
3060         return DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeA)
3061           < DFSResult->getSubtreeLevel(SchedTreeB);
3062       }
3063     }
3064     if (MaximizeILP)
3065       return DFSResult->getILP(A) < DFSResult->getILP(B);
3066     else
3067       return DFSResult->getILP(A) > DFSResult->getILP(B);
3068   }
3069 };
3070
3071 /// \brief Schedule based on the ILP metric.
3072 class ILPScheduler : public MachineSchedStrategy {
3073   ScheduleDAGMILive *DAG;
3074   ILPOrder Cmp;
3075
3076   std::vector<SUnit*> ReadyQ;
3077 public:
3078   ILPScheduler(bool MaximizeILP): DAG(nullptr), Cmp(MaximizeILP) {}
3079
3080   void initialize(ScheduleDAGMI *dag) override {
3081     assert(dag->hasVRegLiveness() && "ILPScheduler needs vreg liveness");
3082     DAG = static_cast<ScheduleDAGMILive*>(dag);
3083     DAG->computeDFSResult();
3084     Cmp.DFSResult = DAG->getDFSResult();
3085     Cmp.ScheduledTrees = &DAG->getScheduledTrees();
3086     ReadyQ.clear();
3087   }
3088
3089   void registerRoots() override {
3090     // Restore the heap in ReadyQ with the updated DFS results.
3091     std::make_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3092   }
3093
3094   /// Implement MachineSchedStrategy interface.
3095   /// -----------------------------------------
3096
3097   /// Callback to select the highest priority node from the ready Q.
3098   SUnit *pickNode(bool &IsTopNode) override {
3099     if (ReadyQ.empty()) return nullptr;
3100     std::pop_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3101     SUnit *SU = ReadyQ.back();
3102     ReadyQ.pop_back();
3103     IsTopNode = false;
3104     DEBUG(dbgs() << "Pick node " << "SU(" << SU->NodeNum << ") "
3105           << " ILP: " << DAG->getDFSResult()->getILP(SU)
3106           << " Tree: " << DAG->getDFSResult()->getSubtreeID(SU) << " @"
3107           << DAG->getDFSResult()->getSubtreeLevel(
3108             DAG->getDFSResult()->getSubtreeID(SU)) << '\n'
3109           << "Scheduling " << *SU->getInstr());
3110     return SU;
3111   }
3112
3113   /// \brief Scheduler callback to notify that a new subtree is scheduled.
3114   void scheduleTree(unsigned SubtreeID) override {
3115     std::make_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3116   }
3117
3118   /// Callback after a node is scheduled. Mark a newly scheduled tree, notify
3119   /// DFSResults, and resort the priority Q.
3120   void schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) override {
3121     assert(!IsTopNode && "SchedDFSResult needs bottom-up");
3122   }
3123
3124   void releaseTopNode(SUnit *) override { /*only called for top roots*/ }
3125
3126   void releaseBottomNode(SUnit *SU) override {
3127     ReadyQ.push_back(SU);
3128     std::push_heap(ReadyQ.begin(), ReadyQ.end(), Cmp);
3129   }
3130 };
3131 } // namespace
3132
3133 static ScheduleDAGInstrs *createILPMaxScheduler(MachineSchedContext *C) {
3134   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<ILPScheduler>(true));
3135 }
3136 static ScheduleDAGInstrs *createILPMinScheduler(MachineSchedContext *C) {
3137   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<ILPScheduler>(false));
3138 }
3139 static MachineSchedRegistry ILPMaxRegistry(
3140   "ilpmax", "Schedule bottom-up for max ILP", createILPMaxScheduler);
3141 static MachineSchedRegistry ILPMinRegistry(
3142   "ilpmin", "Schedule bottom-up for min ILP", createILPMinScheduler);
3143
3144 //===----------------------------------------------------------------------===//
3145 // Machine Instruction Shuffler for Correctness Testing
3146 //===----------------------------------------------------------------------===//
3147
3148 #ifndef NDEBUG
3149 namespace {
3150 /// Apply a less-than relation on the node order, which corresponds to the
3151 /// instruction order prior to scheduling. IsReverse implements greater-than.
3152 template<bool IsReverse>
3153 struct SUnitOrder {
3154   bool operator()(SUnit *A, SUnit *B) const {
3155     if (IsReverse)
3156       return A->NodeNum > B->NodeNum;
3157     else
3158       return A->NodeNum < B->NodeNum;
3159   }
3160 };
3161
3162 /// Reorder instructions as much as possible.
3163 class InstructionShuffler : public MachineSchedStrategy {
3164   bool IsAlternating;
3165   bool IsTopDown;
3166
3167   // Using a less-than relation (SUnitOrder<false>) for the TopQ priority
3168   // gives nodes with a higher number higher priority causing the latest
3169   // instructions to be scheduled first.
3170   PriorityQueue<SUnit*, std::vector<SUnit*>, SUnitOrder<false> >
3171     TopQ;
3172   // When scheduling bottom-up, use greater-than as the queue priority.
3173   PriorityQueue<SUnit*, std::vector<SUnit*>, SUnitOrder<true> >
3174     BottomQ;
3175 public:
3176   InstructionShuffler(bool alternate, bool topdown)
3177     : IsAlternating(alternate), IsTopDown(topdown) {}
3178
3179   void initialize(ScheduleDAGMI*) override {
3180     TopQ.clear();
3181     BottomQ.clear();
3182   }
3183
3184   /// Implement MachineSchedStrategy interface.
3185   /// -----------------------------------------
3186
3187   SUnit *pickNode(bool &IsTopNode) override {
3188     SUnit *SU;
3189     if (IsTopDown) {
3190       do {
3191         if (TopQ.empty()) return nullptr;
3192         SU = TopQ.top();
3193         TopQ.pop();
3194       } while (SU->isScheduled);
3195       IsTopNode = true;
3196     }
3197     else {
3198       do {
3199         if (BottomQ.empty()) return nullptr;
3200         SU = BottomQ.top();
3201         BottomQ.pop();
3202       } while (SU->isScheduled);
3203       IsTopNode = false;
3204     }
3205     if (IsAlternating)
3206       IsTopDown = !IsTopDown;
3207     return SU;
3208   }
3209
3210   void schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) override {}
3211
3212   void releaseTopNode(SUnit *SU) override {
3213     TopQ.push(SU);
3214   }
3215   void releaseBottomNode(SUnit *SU) override {
3216     BottomQ.push(SU);
3217   }
3218 };
3219 } // namespace
3220
3221 static ScheduleDAGInstrs *createInstructionShuffler(MachineSchedContext *C) {
3222   bool Alternate = !ForceTopDown && !ForceBottomUp;
3223   bool TopDown = !ForceBottomUp;
3224   assert((TopDown || !ForceTopDown) &&
3225          "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
3226   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<InstructionShuffler>(Alternate, TopDown));
3227 }
3228 static MachineSchedRegistry ShufflerRegistry(
3229   "shuffle", "Shuffle machine instructions alternating directions",
3230   createInstructionShuffler);
3231 #endif // !NDEBUG
3232
3233 //===----------------------------------------------------------------------===//
3234 // GraphWriter support for ScheduleDAGMILive.
3235 //===----------------------------------------------------------------------===//
3236
3237 #ifndef NDEBUG
3238 namespace llvm {
3239
3240 template<> struct GraphTraits<
3241   ScheduleDAGMI*> : public GraphTraits<ScheduleDAG*> {};
3242
3243 template<>
3244 struct DOTGraphTraits<ScheduleDAGMI*> : public DefaultDOTGraphTraits {
3245
3246   DOTGraphTraits (bool isSimple=false) : DefaultDOTGraphTraits(isSimple) {}
3247
3248   static std::string getGraphName(const ScheduleDAG *G) {
3249     return G->MF.getName();
3250   }
3251
3252   static bool renderGraphFromBottomUp() {
3253     return true;
3254   }
3255
3256   static bool isNodeHidden(const SUnit *Node) {
3257     return (Node->Preds.size() > 10 || Node->Succs.size() > 10);
3258   }
3259
3260   static bool hasNodeAddressLabel(const SUnit *Node,
3261                                   const ScheduleDAG *Graph) {
3262     return false;
3263   }
3264
3265   /// If you want to override the dot attributes printed for a particular
3266   /// edge, override this method.
3267   static std::string getEdgeAttributes(const SUnit *Node,
3268                                        SUnitIterator EI,
3269                                        const ScheduleDAG *Graph) {
3270     if (EI.isArtificialDep())
3271       return "color=cyan,style=dashed";
3272     if (EI.isCtrlDep())
3273       return "color=blue,style=dashed";
3274     return "";
3275   }
3276
3277   static std::string getNodeLabel(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
3278     std::string Str;
3279     raw_string_ostream SS(Str);
3280     const ScheduleDAGMI *DAG = static_cast<const ScheduleDAGMI*>(G);
3281     const SchedDFSResult *DFS = DAG->hasVRegLiveness() ?
3282       static_cast<const ScheduleDAGMILive*>(G)->getDFSResult() : nullptr;
3283     SS << "SU:" << SU->NodeNum;
3284     if (DFS)
3285       SS << " I:" << DFS->getNumInstrs(SU);
3286     return SS.str();
3287   }
3288   static std::string getNodeDescription(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
3289     return G->getGraphNodeLabel(SU);
3290   }
3291
3292   static std::string getNodeAttributes(const SUnit *N, const ScheduleDAG *G) {
3293     std::string Str("shape=Mrecord");
3294     const ScheduleDAGMI *DAG = static_cast<const ScheduleDAGMI*>(G);
3295     const SchedDFSResult *DFS = DAG->hasVRegLiveness() ?
3296       static_cast<const ScheduleDAGMILive*>(G)->getDFSResult() : nullptr;
3297     if (DFS) {
3298       Str += ",style=filled,fillcolor=\"#";
3299       Str += DOT::getColorString(DFS->getSubtreeID(N));
3300       Str += '"';
3301     }
3302     return Str;
3303   }
3304 };
3305 } // namespace llvm
3306 #endif // NDEBUG
3307
3308 /// viewGraph - Pop up a ghostview window with the reachable parts of the DAG
3309 /// rendered using 'dot'.
3310 ///
3311 void ScheduleDAGMI::viewGraph(const Twine &Name, const Twine &Title) {
3312 #ifndef NDEBUG
3313   ViewGraph(this, Name, false, Title);
3314 #else
3315   errs() << "ScheduleDAGMI::viewGraph is only available in debug builds on "
3316          << "systems with Graphviz or gv!\n";
3317 #endif  // NDEBUG
3318 }
3319
3320 /// Out-of-line implementation with no arguments is handy for gdb.
3321 void ScheduleDAGMI::viewGraph() {
3322   viewGraph(getDAGName(), "Scheduling-Units Graph for " + getDAGName());
3323 }